CC BY
0
Lozovaya Oksana Vladimirovna, Candidate of Economics, Associate Professor (e-mail: oksana.lozovaya.2012@mail.ru)
Barsukova Nadezhda Vasilyevna, Candidate of Economics, Associate Professor
(e-mail: hopeb2014@list.ru)
Oksana Ivanovna Vanyushina, senior lecturer
(e-mail: riazan.oks@yandex.ru)
Ryazan State Agrotechnological
University named after P.A. Kostychev, Ryazan, Russia
THE SIGNIFICANCE OF MODERN TRACTOR CONSTRUCTION PROBLEMS FOR THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX OF THE RUSSIAN FEDERATION AND THE RYAZAN REGION
Abstract.The article discusses the modern interrelated problems of the agro-industrial complex related to tractor construction and general provision of agricultural machinery to agricultural enterprises in the Russian Federation and the Ryazan region. With the increasing retirement of morally and physically obsolete equipment from the machine and tractor fleet of agricultural enterprises, in this and the following years, an acute problem may arise in terms of security and conditions for the provision of specific types of equipment, mainly tractors, certain types of combines, drying equipment, various components.
Keywords: tractor construction, tractor plants, preferential lending mechanisms, leasing, compensation, domestic production, programs.
ВЛИЯНИЕ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ НА ПРОЧНОСТЬ СЦЕПЛЕНИЯ ЭЛЕКТРООСАЖДЕННЫХ ПОКРЫТИЙ Серебровский Владимир Исаевич, д.т.н., профессор (e-mail: svi.doc@yandex.ru) Серникова Ольга Сергеевна, аспирант (e-mail: olga.sernikova@mail.ru) Кончин Владимир Алексеевич, аспирант (e-mail: konchin98@mail.ru) Курская государственная сельскохозяйственная академия
В статье рассматривается влияние подготовки покрытия к нанесению электролитического покрытия. Даны рекомендации производству по восстановлению и упрочнению деталей сельскохозяйственной техники элек-троосажденными бинарными покрытиями на основе железа.
Ключевые слова: электроосаждение, плотность тока, восстановление, упрочнение
Нанесение электроосажденных покрытий на крупногабаритные детали представляет особую трудность в связи со сложностью подготовки материалов основы. Известные способы анодной обработки не обеспечивают получение достаточной прочности сцепления [1,2].
В настоящей статье приведены результаты исследований по оптимизации состава электролита травления на базе сернокислого железа и фосфорной кислоты и режимов анодной обработки на образцах и натурных деталях. Оптимизацию состава электролита выполняли на образцах при плани-
ровании экспериментов по четырехфакторному ротатабельному плану второго порядка [3,4]. Параметром оптимизации являлась прочность сцепления.
Уточнение режимов анодной обработки выполняли на натурных деталях и модельных образцах, учитывающих масштабный фактор.
Для определения прочности сцепления покрытия с основой на образцах использовали метод кольцевого среза [5,6].
Композиционные покрытия осаждали из электролита следующего состава, кг/м3: ЕеС12-4И20-550; А12804-18И20- 125;поливинилхлорид ПВХС-7058 - 50. Выдержку без тока в электролите железнения варьировали в пределах 30...90 с.
Начальный период осаждения (выход на режим) осуществляли по следующей программе: осаждение при начальной плотности тока 2,0.2,5 А/дм - 5
минут. Осаждение на промежуточной плотности тока 4,0.5,0
22 А/дм - 5
минут. Градиент 0,8.1,0 А/дм в минуту. Рабочая плотность тока 20.25 А/дм2. Температура электролита железнения 293.298 К.
Промывку перед нанесением покрытий осуществляли холодной проточной водой.
Композиционное покрытие толщиной 0,5±0,1 мм наносили на цилиндрические образцы диаметром 10-0,01 мм, изготовленные из серого чугуна СЧ 21-40. Ширина пояска покрытия составляла 6 мм. Перед испытанием поясок подрезали до ширины 1,5.2,0 мм (исходя из условия обеспечения чистого среза). Условие среза (сдвига) пояска регистрировали с помощью эталонного динамометра. Напряжение среза (сдвига) рассчитывали по формуле:
Р
где Р - усилие сдвига, кг;
Д - диаметр образца, мм;
И - ширина пояска, мм.
Прочность сцепления КЭП на основе железа проверяли на образцах, моделирующих постели, прочность сцепления КЭП на основе хрома проверяли на гильзах двигателей, корпусах насосов топливораздаточных колонок, изготовленных из серых чугунов СЧ 21-40, СЧ 18-36.
Хромовые КЭП осаждали из универсального электролита хромирования с добавками поверхностно-активных веществ. В качестве частиц дисперсной фазы использовали окись алюминия А1203 и карбид кремния БЮ (эквивалентный размер частиц 6 = 3.5 мкм) при их концентрации в электролите 50.75 кг/м .
После анодного травления и промывки детали активировали в электролите хромирования в течение 25.30 с при Да=50.60 А/дм и температуре 323.333 К. Покрытия наносили при катодной плотности тока 200.250 А/дм2.
Осаждение КЭП на основе железа и хрома проводили из потока электролита - суспензии, скорость которого составляла: при железнении -0,05.0,15 м/с; при хромировании - 0,10.0,25 м/с.
Прочность сцепления железных и хромовых КЭП с натурными деталями оценивали качественно эксцентричным растачиванием, шлифованием и хонингованием восстановленных деталей, а также способом ударной пробы.
При выборе состава электролита в качестве переменных факторов, определяющих величину прочности сцепления, были приняты: Х1-содержание Ее2804-7Н20, кг/м ; Х2 - содержание Н3Р04, %; Х3 - анодная плотность тока, А/дм ; Х4 - время анодной обработки, мин.
Основной уровень, интервалы варьирования и границы области исследования приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Планирование эксперимента
Уровни варьирования Х1 Х2 Хэ Х4
+ 1!0 -2 250±50 14,2±7,1 60±15 1,5±0,5
Условия проведения опытов и их результатов приведены в таблице 2
Уравнение регрессии, адекватно описывающее область исследуемых составов электролита и режимов анодной обработки, после отбрасывания независимых коэффициентов имеет вид:
Г = 18,3 + Э,7Х3 - 3,3Х22 - 2,2Х| - 2,1Х|, (2)
Бвоспр = 3,48; аЦд = 3,623; ^^,005(20: 6) = 3,9
Анализ уравнения (2) показал, что прочность сцепления железных КЭП с чугуном в центре плана составляет 18,3 кг/мм и мало зависит от изменения концентрации компонентов электролита в исследуемой области, а также незначительно изменяется при варьировании времени анодной обработки в пределах 1.2 мин.
Основным фактором, влияющим на прочность сцепления покрытия с основой, является анодная плотность тока.
Поскольку основной целью анодной обработки является получение и сохранение качественной активной поверхности металла под покрытие при последующих промежуточных операциях, полученные результаты послужили основой для выбора состава электролита и определения основной области режимов анодной обработки как для железнения, так и для хромирования.
Таким образом, для последующей проверки и уточнения режимов анодной обработки были приняты следующие условия электролиза: Бе2804-7Н20- 250.300 кг/м3; Н3Р04- 130.150 кг/м3;Ка3Р04-12Н20-30.50 кг/м3;Да=50.80 А/дм2; т=40.90 с; Т=291.298 К. В процессе анодной обработки модельных образцов в приведенном электролите было
выявлено, что наилучшее качество травления серого чугуна наблюдается при анодной плотности тока 70.. .80 А/дм в течение 70.. .80 с.
Таблица 2 - Ротатабельный план второго порядка
№ опыта Х1 Х2 Хэ Х4 кГс/мм2
1 + - - - 8,1
2 - - - - 7,8
3 + + - - 5,3
4 - + - - 4,7
5 + - + - 15,3
6 - - + - 14,5
7 + + + - 11,2
8 - + + - 10,8
9 + - - + 7,0
10 - - - + 7,2
11 + + - + 4,8
12 - + - + 4,1
13 + - + + 15,5
14 - - + + 15,0
15 + + + + 10,2
16 - + + + 10,0
17 -2 0 0 0 18,6
18 +2 0 0 0 17,9
19 0 -2 0 0 3,0
20 0 +2 0 0 11,1
21 0 0 -2 0 2,8
22 0 0 +2 0 20,1
23 0 0 0 -2 13,8
24 0 0 0 +2 10,1
25 0 0 0 0 18,8
26 0 0 0 0 17,6
27 0 0 0 0 16,2
28 0 0 0 0 20,8
29 0 0 0 0 19,3
30 0 0 0 0 18,6
31 0 0 0 0 16,8
2
Уменьшение плотности тока до 40.50 А/дм приводит к ухудшению качества обрабатываемой поверхности. На ней остаются следы анодного шлама, который не снимается последующей промывкой. Попытки улучшить качество травления за счет увеличения времени травления до 90.100 с привели к большому растравливанию анодируемой поверхности, улучшить же качество очистки поверхности от анодного шлама не удалось. Полученные данные согласуются с результатами предыдущих исследований, в которых было отмечено, что анодирование чугуна в области активного состояния поверхности (до скачка потенциала) сопровождается большим разрыхлением поверхности, по-видимому, за счет одновременно-
го химического травления, которое приводит к неравномерному растравливанию. Кроме того, отмечается, что при травлении в области активного состояния поверхности, т.е. при низких плотностях тока (30.50 А/дм ), шлам, как правило, остается на поверхности.
Снятые ф-т зависимости показывают, что лучшее очищение поверхности, т.е. при низких плотностях тока (30.50 А/дм ), а время травления фиксируется скачком потенциала, определяющего момент перехода поверхности от активного состояния к пассивному, т.е. момент образования на анодируемой поверхности защитной пассивной пленки, предохраняющей поверхность от окисления при последующих операциях технологического процесса.
Для сравнения были опробованы режимы анодной обработки, отличающиеся от оптимальных. Травление при плотности тока 50.50 А/дм , 40.50 сек выдержка без тока при аналогичных режимах осаждения покрытий не обеспечивает прочного сцепления. С увеличением длительности анодной обработки до 90.100 сек прочность сцепления несколько возрастает, но при ударных нагрузках покрытие отслаивается от основы.
Далее исследовали влияние выдержки без тока и начальной плотности тока на качество сцепления. Исследования показали, что длительность выдержки без тока в электролите железнения, проводимой для активирования поверхности, т.е. удаления с нее пассивной пленки, образованной анодной обработкой, зависит от температуры электролита и его кислотности [7,8].
Установлено, что при изменении температуры электролита от 293 до 313 К и кислотности от 1,4 до 0,8 время выдержки без тока меняется от 60 до 30 сек.
Наилучшие результаты для прочности сцепления в холодном электролите железнения были получены при рН 0,5.1,3 и выдержке без тока 55.60 сек.
Детали, восстановленные композиционными электрохимическими покрытиями на основе железа и хрома с добавками полимерных частиц, оксидов и карбидов, анодная обработка которых проводилась в предлагаемом электролите травления после механической обработки, показали высокую прочность сцепления и в настоящее время проходят эксплуатационные испытания.
Список литературы
1. Серебровский В.И., Сафронов Р.И., Калуцкий Е.С. Электроосаждение легированных железных покрытий // В сборнике: Достижения научно-технического прогресса агропромышленному комплексу. материалы Всероссийской (Национальной) научно-практической конференции. Курская государственная сельскохозяйственная академия имени ИИ. Иванова. 2017. С. 69-77.
2. Серебровский В.И., Серебровский В.В., Сафронов Р.И., Калуцкий Е.С. К вопросу об усталостной прочности деталей, восстановленных электроосажденным железом // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 2. С. 4850.
3. Серебровский В.И., Гнездилова Ю.П., Калуцкий Е.С., Левина Е.В. Планирование эксперимента при исследовании износостойкости электроосажденных покрытий // Региональный вестник. 2016. № 2 (3). С. 38-39.
4. Серебровский В.И., Серебровская Л.Н., Калуцкий Е.С. Повышение прочности деталей при электроосаждении железных покрытий // В сборнике: Эффективность применения инновационных технологий и техники в сельском и водном хозяйстве. Сборник научных трудов международной научно-практической онлайн конференции, посвященной 10-летию образования Бухарского филиала Ташкентского института инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства. Отв. редактор Т.Х. Жураев. 2020. С. 55-57.
5. Калуцкий Е.С., Серебровский В.В., Блинков Б.С., Должиков Г.В. Электроосаждение бинарных сплавов на основе железа // Сельский механизатор. 2016. № 5. С. 35-37.
6. Блинков Б.С., Серебровский В.В., Калуцкий Е.С. Электроосаждение сплавов на основе железа // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 2. С. 67-70.
7. Серебровская Л.Н., Калуцкий Е.С., Блинков Б.С., Серебровский А.В. Упрочнение восстановленных деталей машин электроосажденными бинарными покрытиями на основе железа // В сборнике: Научное обеспечение агропромышленного производства. Материалы Международной научно-практической конференции. 2018. С. 301-308.
8. Серебровский В.И., Калуцкий Е.С., Серебровская Л.Н. Зависимость износостойкости железных покрытий от механической обработки // В сборнике: ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА СЕГОДНЯ И ЗАВТРА. сборник научных статей Международной научно-технической конференции. Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова. Курск, 2022. С. 165-168.
9. Упрочняющее легирование электроосажденного железа/ Серебровский В.И., Серебровский В.В., Сафронов Р.И., Гнездилова Ю.П.// вестник курской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 4. с. 68-71.
10. Синтез нечетких решающих правил для прогнозирования и ранней диагностики по прогностическим таблицам с использованием методов рефлексодиагностики/ Се-ребровский В.И., Коптева Н.А., Крупчатников Р.А., Стародубцева Л.В.// Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2008. Т. 7. № 3. С. 643-648.
11. Упрочнение электроосажденных покрытий цианированием/ Серебровский В.В., Серебровский В.И., Сафронов Р.И., Гнездилова Ю.П., Калуцкий Е.С.// Электрика. 2015. № 11. С. 31-33.
12. Легирование молибденом электролитического железа/ Серебровский В.И., Саф-ронов Р.И., Калуцкий Е.С., Крюков А.Г.// Региональный вестник. 2016. № 1 (2). С. 45.
13. Использование электроосажденных сплавов на основе железа для упрочнения и восстановления деталей машин/ Серебровский В.И., Серебровский В.В., Блинков Б.С., Калуцкий Е.С.// Региональный вестник. 2016. № 1 (2). С. 41-43.
Serebrovsky Vladimir Isaevich, Doctor of Technical Sciences, Professor
(e-mail: svi.doc@yandex.ru)
Sernikova Olga Sergeevna, post-graduate student
(e-mail: olga.sernikova@mail.ru)
Konchin Vladimir Alekseevich, post-graduate student
(e-mail: konchin98@mail.ru)
Kursk State Agricultural Academy
EFFECT OF SURFACE PREPARATION ON THE ADHESION STRENGTH OF ELECTRODEPOSITIONED COATINGS
The article discusses the impact of coating preparation for electroplating. Recommendations are given for the production of restoration and hardening of agricultural machinery parts with electrodeposited iron-based binary coatings. Keywords: electrodeposition, current density, recovery, hardening
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ ЭЛЕКТРООСАЖДЕННЫМИ ЛЕГИРОВАННЫМИ ЖЕЛЕЗНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ
Серебровский Владимир Исаевич, д.т.н., профессор (e-mail: svi.doc@yandex.ru) Калуцкий Евгений Сергеевич, к.т.н.
(e-mail: kalutsky1990@mail.ru) Серникова Ольга Сергеевна, аспирант (e-mail: olga.sernikova@mail.ru) Курская государственная сельскохозяйственная академия
В статье рассматривается процесс электроосаждения железа и легирующих элементов, условия электролиза, позволяющие получить толстослойные легированные покрытия, а также физико-механические свойства, определяющие работоспособность восстановленных деталей. Даны рекомендации производству по восстановлению и упрочнению деталей сельскохозяйственной техники электроосажденными бинарными покрытиями на основе железа.
Ключевые слова: электроосаждение, плотность тока, восстановление, упрочнение
В целях совершенствования технологии, повышения качества ремонта сельскохозяйственной техники имеют значение исследование процесса получения легированных железных покрытий и разработка надежной технологии восстановления деталей [1,2]. Для применения в ремонтном производстве легированных железных покрытий для восстановления изношенных ответственных деталей двигателей необходимо разработать стабильную технологию получения высококачественных, прочносцепленных гальванопокрытий; исследовать физико-механические свойства покрытий; проверить работоспособность восстановленных деталей. При решении этих задач перспективными для восстановления деталей могут быть гальванопокрытия на основе железа, содержащие легирующие элементы, способствующие повышению физико-механических свойств материала покрытия, придающие ему определенные свойства, при которых обеспечивается высокая работоспособность и детали, и сопряжения [3,4,5].
Целью данной работы было теоретическое обоснование и исследование процесса электроосаждения железа и легирующих элементов, выявление условий электролиза, позволяющих получить толстослойные легирован-
