CC BY
23
нию это связано с меньшей энергонасыщенностью отечественного трактора и меньшим тяговым сопротивлением посевной машины (СГС-6-12).
Из-за большего расхода ГСМ и дороговизны агрегата стоимость механизированных работ при одинаковой эксплуатационной наработке в варианте с использованием ППК «Джон Дир» была на 663 руб./га больше, чем в случае применения агрегата К-701+СТС-6-12.
Повышение рентабельности в зерновом производстве и в целом в земледелии возможно только путем ресурсосбережения, которое во многом обеспечивается внедрением многофункциональных и высокопроизводительных машин. Однако комплектование машинно-тракторного парка должно основываться на экономических выкладках, учитывающих перспективу его рационального использования в конкретных условиях хозяйства.
Расчёт оптимального использования техники по эксплуатационным затратам на 1 условный гектар в денежном выражении осложняется постоянно изменяющимися ценами на ГСМ, семена, удобрения, гербициды и сельхозпродукцию. Более достоверный показатель — энергоёмкость производства на единицу продукции, так как она не зависит от конъюктуры рынка, а под чиняется строгим физико-математическим законам. Если перевести все затраты через соответствующие коэффициенты в энергетические [2], то общую энергоёмкость процесса можно выразить формулой [3]:
Еж + Ет + Ем + Е,
где Еи — прямые затраты энергии (расход топливных ресурсов на единицу площади), Дж/га; Ео—затраты энергии, содержащейся в других материальных ресурсах (семенах, удобрениях, средствах защиты растений), которые полностью переносят ее на получаемый продукт, Дж/га; Еж — энергетические затраты труда специалистов, механизаторов, рабочих, Дж/ч; Ем, Ет, Ее—энергоемкость машин и других энергетических средств, Дж/ч; — эксплуатационная производ ительность агрегатов, га /ч.
Переводные коэффициенты позволяют рассчитать энергозатраты в любых единицах энергии и работы. Например. в киловатт-часах или калориях и сопоставить с текущей стоимостью электроэнергии или ГСМ.
Освоение ресурсосберегающих технологий выращивания зерновых культур и более совершенных способов посева, в том числе с использованием машин и оруний выпускаемых в Сибири, позволит улучшить экономические параметры производства зерна, повысить урожайность и рациональнее использовать почвенно-климатические ресурсы.
Представленные результаты производственных опытов в условиях ОПХ «Боевое» (зона южной лесостепи Западной Сибири) и расчёты показывают, что на посеве зерновых для это хозяйства экономически выгоднее использовать ПК К701+СТС-6-12, из-за меньшей его стоимости и расхода топлива.
Литература.
1. Кем, А.А. Влияние способов посева на урожайность зерновых культур в Западной Сибири., Кем, А. А, Юшкевич, JI.B. //Материалы Междунар. науч.-практ. конф. посвящ. 1(Х)-летию со дня рождения акад. ВАСХНИЛ А.И. Селиванова (п. Краснообск, 9-11 июня 2008г.) / Россельхозакадемия. Сиб. отд-ние. ГНУ СибИМЭ. — Новосибирск, 2008. С, 469-476.
2. Кухлинг, X. «Справочник по физике», Кухчинг, X, - Москва, 1982г., 519с.
3. Ёлкин, О.В. Снижение пиковой потребности в технике и трудовых ресурсах при производстве продукции растениеводства в условиях Западной Сибири. Ёлкин Олег Владимирович, Дисс. канд. техн. наук. - Новосибирск, 2006, 116с.
TECHNOLOGICAL SUBSTANTIATION OF МТА ACQUISITION WITH THE CARRYING OUT OF THE
PLANT GROWING PRODUCTION A.A. Kem, V.L. Miklashevich, N.A. Zaripova, D.N. Algazin
Summary. The results of experimental studies with the grain crops cultivation with the application of different machine-tractor aggregates (MTA) with the determination of the sowing method, postsowing operations and chemicalization means influence under conditions of southern forest-steppe of Western Siberia are represented. The influence of postsowing tillage and mineral fertilizers application on the grain yield is established, The dependence of MTA rational composition calculation according to energy expenditures criterion per production unit is given.
Keywords: technological operation, tillage, sowing complex, sowing aggregate, sowing, postsowing cultivation, economy of resources.
УДК 631.137.658.58
УЛУЧШЕНИЕ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ СЕЛЬХОЗМАШИН
НМ КОС ПЛОВ, доктор технических наук, зав. кафедрой
Челябинский ГАУ
АС. ТАРАНОВ, кандидат технических наук, доцент Курганская ГСХА Тт.: (3523) 421061
Резюме. В статье изложен механизм стратификации рабочей поверхности деталей машин в результате об-
работки методом поверхностной пластической деформации в переменном магнитном поле, Дислокационное упрочнение и восходящая диффузия обусловливают фазовые и структурные превращения, которые характеризуются не только модификацией кристаллической решетки металла, но и пластификацией и амор-физацией поверхностного слоя. В результате улучшаются триботехнические характеристики контактирующих поверхностей.
Ключевые слова: пластическая деформация, переменное магнитное поле, стратификация, упрочнение.
Рабочие поверхности деталей машин — это системы, участвующие в комплексном взаимодействии между собой и с окружающей средой. Наиболее рациональный подход к изучению закономерностей и особенностей эксплуатационного взаимодействия деталей машин — анализ трибосистемы, которая представляет собой систему, состоящую из взаимодействующих деталей (твердых тел) и сложной коллоидной системы, образующейся в области пространственного взаимодействия деталей и окружающей среды.
В процессе контактирования происходит энергетическое насыщение и увеличение внутренней энергии трибосистемы, изменение структуры контактирующих твердых тел, их химического и фазового состава, в результате чего меняются кинетические и динамические характеристики взаимодействия. В прикладных исследованиях трибологическую систему можно представить как многопараметрическую систему, искусственно приводимую в оптимальное параметрическое пространство множества эксплуатационных характеристик (коэффициент трения, фрикционная приспособляемость, износостойкость, прочность, минимизация акустического и теплового загрязнения окружающей среды) [2,3]. Этого можно добиться с помощью различных технологий, модифицирующих рабочие поверхности деталей, а также их структуру и фазовый состав во всем объеме детали.
Одна из таких технологий — поверхностное пластическое деформирование в переменном магнитном папе (ПЦД в ПМП) деталей машин, изготовленных из конструкционных сталей и чугунов. Она основана на совместном дислокационном упрочнении и изменении фазового состава металла, которые происходят под влиянием полей напряжений, вызываемых пластической деформацией и магнитодинамическими эффектами, связанными с взаимодействием доменов при техническом пере-магничивании ферромагнитного материала детали под влиянием внешнего переменного магнитного поля.
Методами лазерной томографии и рентгеноструктурного анализа было установлено, что в результате ППД в ПМП происходит стратификация слоев контактирующих поверхностей — обобщенный аморфный слой (коллоидная система), пластифицированный слой и диссипативные подслои, несущие модифицированные подслои, оперный (базовый) слой основного металла
В процессе обработки условия взаимодействия контактирующих деталей и теплообмена меняются по следующему сценарию.
Комплексное силовое воздействие пластической деформации и технического перемагничивания ведет к повышению плотности дислокации, энергетической накачке упрочненного слоя, диффузионному массопере-носу углерода по механизму «восходящей диффузии» и фазовым превращениям I и II рода. В зоне контакта образуется коллоидная система, объединяющая элементы и свойства обоих контактирующих тел и веществ смазки. Усиливаются адсорбционные свойства, врезуль-
тате чего режим смазки улучшается (от полусухой к жидкой). Последнее обстоятельство ведет к понижению силы трения и величины износа.
Обработка ППД в ПМП обеспечивает в приповерхностной зоне в результате малой структурной стабильности более высокую, по сравнению с внутренним объемом детали, платность дислокаций, аннигиляция которых приводит к «самозалечиванию» дисклинаций и микротрещин. Эго снижает число концентраторов напряжения и вероятность возникновение эффекта «гидравлического клина», что имеет большое значение для уменьшения износа.
После обработки поверхностей ППД в ПМП возникают структуры трения, имеющие самый разнообразный вид в зависимости от исходного материала, условий трения и окружающей среды. Наиболее характерна тонкодисперсная структура граничных слоев, состоящих из одинаковых зон.
В результате приповерхностная зона из-за измененной дислокационной структуры может, не разрушаясь, выдерживать высокие напряжения от нагрузки в течение более д лительного времени. Эго связано с тем, что материал упрочняется благод аря ячеистой структуре и упруго принимает нагрузку. Такое свойство можно интерпретировать как эффект адаптации материала. Кроме того, возникновение дислокационной структуры затрудняет распространение трещин.
В результате ППД в ПМП в сечении детали формируются слои, обладающие различными механическими, структурными и физико-механическими свойствами (см. рисунок).
Рис. 1. Строение детали, упрочненной методом ППД в ПМП: ] — обезуглероженный объем пониженной твердости; 2 — дислокационно-упрочненный кристаллический слой мелкодисперсного мартенсита или цементита; 3 — аморфный слой с пониженной шероховатостью поверхности.
Дислокационно упрочненный слой, обладающий повышенной твердостью, характеризуется эквипотенциальным полем снимающих напряжений и избыточной концентрацией углерода, диффундировавшего из центральной части детали к периферии.
Аморфный слой толщиной ~ 1500А0 отличается повышенным содержанием углерода (мягкой составляющей). Известно [ 1 ], что аморфная структура обладает свойством поверхностной микрокапилярности, которая способствует увеличению адсорбции смазки на поверхности детали. Особенно это важно в отношении фрикционной приспособляемости валов (в том числе и коленчатых) с под шипниками трения, которые изготовляются из сплавов, об-
ладдющих отличными от вала механическими свойствами. Контактное силовое взаимодействие аморфного слоя вала, подшипника и смазки обусловливает образование вторичных структур, уменьшающих силы трения и деформирование микронеровностей. Эго позволяет ускорить процесс переход а от «сухого» трения к «граничному», «по-лужидкостному» и «жидкостному».
Пониженная в результате ППД в ПМП шероховатость поверхности благоприятно влияет на фрикционную совместимость и эксплуатационные свойства пар трения. Гладкая поверхность вала и подшипника ускоряет наступ -ление гидродинамического режима смазки и расширяет диапазон нагрузок, при которых он возможен. Гладкая поверхность или имеющая менее интенсивные изменения микрогеометрии обладает лучшими гидродинамическими свойствами и обеспечивает формирование сплошной масленой пленки. С другой стороны, гладкая поверхность, то есть обладающая шероховатостью На 0,02... 0,05 мкм имеет свойства, существенно ухудшающие условия
трения. Для ППД в ПМП характерно то, чгго при одновременном протекании пластического деформирования и восходящей диффузии атомов включения (С2, Ог И2) в основном происходит оттеснение мелких фаз в поверхностный слой («третье тело») и последующее их удаление в продукты изнашивания, которые образуют компонующую систему (взвесь) со смазкой. Физическое и физикохимическое воздействие смазки интенсифицирует этот процесс, который повышает адсорбирующую активность смазки и обеспечивает ангизадирный эффект.
Выводы. Дислокационно упрочненный слой обеспечивает «с&мозалечивание» поверхности, так как происходит аннигиляция дислокаций из-за рекрисгализации, вызванной повышением температуры при трении.
Выделение углерода из аморфного слоя в результате взаимодействия со смазкой и аннигиляции дислокации ведет к уменьшению силы трения и вероятности возникновения задиров. Причем чем выше концентрация углерода, тем ярче выражен этот эффект.
Литература.
1. Фтико-механичесхие основы разрушения деталей машин / В Д. Макаренко; Р. В. Палии; Е.Н. Галинченко. - Челябинск, ЦНТИ, 2002. - 412 с.
2. Канеко Т. Влияние микроструктуры на прирабатываемость пар трения. — Япония: Симитомо, 1989. - 210 с.
3. Моношкин А.Н. Пластическая устойчивость и ее роль в оценке износостойкости деталей машин. - М.: Металлургия, 1982. - 312 с.
IMPROVEMENT IN THE TRIBOTECHNICAL PROPERTIES OF THE AGRICULTURAL MACHINERY
COMPONENTS
N.I. Kosilov, A.S. Taranov
Summary. The mechanism of stratification of the working surface of the machine parts as a result of treatment by surface plastic deformation in the alternating magnetic field is presented in the article. Dislocatory strengthening and ascending diffusion cause fie phase and structural transformations, which are characterized not only by modification of metal crystal lattice, but also by plasticization and amorphization of surface layer. As a result tribotechnical characteristics of contact surfaces are improved.
Keywords: plastic deformation, alternating magnetic field, stratification, strengthening.
УДК.677.051.
ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЛЬНА И КОНОПЛИ
Э.В. НОВИКОВ, кандидат технических наук, доцент М.А. СИНИЦИНА, кандидат технически наук, доцент
Е.А. ДЕМЕНТЬЕВ, инженер Костромской государственный технологический университет
Тел.: (4942) 317560
Резюме. Технологические процессы первичной обработки требуют сложных и трудоемких расчетов. В работе представлен программный комплекс для ЭВМ с помощью которого можно быстро и качественно проводить те или иные расчеты, связанные с технологией получения длинного и короткого волокна.
Программы, входящие в комплекс могут быть использованы инженерами льно- и пенькозаводов, проектными и исследовательскими организациями, а также учебными заведениями.
Ключевые слова: программный комплекс, лубяные волокна, первичная обработка.
Многие технологические процессы первичной обработки требуют сложных и трудоемких расчетов. Применение ЭВМ при разработке новых технологий и конструкций для первичной обработки лубоволок-нистых материалов — перспективное направление, которое и открывает новые возможности.
В Костромском государственном технологическом университете на кафедре технологии производства льняного волокна разработан программный комплекс для ЭВМ по проектированию и эксплуатации предприятий первичной обработки лубяных волокон, с помощью которого можно быстро и качественно проводить те или иные расчеты, связанные с технологией производства длинного и короткого волокна.
Комплекс включает 6 программ (рис.1), которые
