Технологии и установка для очистки деталей сельскохозяйственных машин при постановке на хранение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технологии и установка для очистки деталей сельскохозяйственных машин при постановке на хранение

При эксплуатации сельскохозяйственных машин их части покрываются загрязнениями. Наиболее сильно загрязняется техника, работающая в тяжёлых условиях эксплуатации. Загрязнение способствует снижению эксплуатационной надежности, ускорению процессов коррозии и старения, снижению качества технического обслуживания, работоспособности техники 4, 5, 6, 8, 15, повышению энерго- и ресурсозатрат, выполнения ею технологических операций с нарушением агротехнических требований [18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37].

Слабосвязанные загрязнения в основном состоят из растительных остатков в смеси с частицами почвы и влагой. Связь загрязнения с поверхностью сельскохозяйственной машины обусловлена появлением сил адгезии, образующихся в результате изменения содержания влаги. Испарение влаги способствует с одной стороны образованию твёрдых участков, с другой стороны сил поверхностного натяжения между поверхностью машины и слоем грязи.

Среднесвязанные загрязнения состоят из маслянисто-грязевых отложений, которые образуются при осаждении дорожной пыли на поверхности машин, покрытой слоем масла. Возможно так же, что на покрытую грязью поверхность попадают технологические жидкости, которые впитываются в грязь и склеивают ее частицы, образуя устойчивые к влиянию внешних воздействий покрытия.

Сильносвязанные загрязнения представляют собой продукты химического взаимодействия удобрений, ядохимикатов, коррозии и других агрессивных материалов с поверхностью сельскохозяйственных машин. Адгезия сильносвязанных загрязнений обусловлена химическими связями молекул загрязнений с поверхностью машины.

Все перечисленные загрязнения представляют собой сложные композиции, содержащие жидкие и твердые фазы, имеющие различный гранулометрический состав, что обеспечивает адгезию частиц загрязнений с поверхностью сельскохозяйственной машины.

Анализ распределения загрязнений по поверхности сельскохозяйственной машины показал, что зоны расположения загрязнений определяются технологическим процессом сельскохозяйственной машины, её компоновкой и культурой производства. Распределение загрязнений представлено на рисунке 2.

Наибольшую часть площади поверхности сельскохозяйственной машины занимают слабосвязанные (57%) и среднесвязанные (33%) загрязнения, в тоже время трудоемкость удаления этих загрязнений равна соответственно 11% и 18%(рисунок 2,3) Сильносвязанные загрязнения покрывают небольшие участки площади (около 10%), но зачастую накапливаются в труднодоступных местах поэтому трудоемкость их удаления составляет 71%.

Диаграмма трудоемкости удаления загрязнений

Диаграмма занимаемых площадей загрязнений

загрязнение коррозия технический сельскохозяйственный

Исследования качества процесса очистки сельскохозяйственных машин показали, что более 77% техники поступает на техническое обслуживание и ремонт, имея остаточные загрязнения. При этом более 90% из них являются сильносвязанными.

Анализ зон распределения и трудоёмкости удаления различных видов загрязнений с поверхности сельскохозяйственной машины показал, что для их очистки необходимы универсальные установки, обеспечивающие удаления всех видов загрязнений, в том числе и в труднодоступных местах.

Удаление различных видов загрязнений является важным технологическим процессом, который оказывает значительное влияние на сохранность техники, производительность работ, качество ремонта и обслуживания машин, культуру производства и здоровье человека. По способу очистки сельскохозяйственных машин, существующие технологии можно разделить на физико-химические и механические. Физико-механические технологии очистки предполагают растворение и смывание загрязнений, механические - удаление загрязнений с помощью энергии струи моющей жидкости либо непосредственного механического воздействия скребков, щёток или абразива [7,9,10,13].

Физико-химическая очистка машин воздействует на загрязнение с помощью активных веществ, к которым относятся: водные растворы щелочных солей, кислоты, синтетические моющие средства, органические растворители и эмульсионные препараты [3, 11].

Механическая технология очистки наиболее часто реализуется в виде струйной очистки:

Способы наружной очистки деталей, машин и механизмов[12]

Водоструйная технология очистки применяется для слабосвязных и среднесвязных загрязнений.

Основным недостатком водоструйной технологии является необходимость значительно увеличивать давление и расход моющей жидкости для очистки среднесвязанных загрязнений, что приводит к увеличению затрат моющего раствора и энергии [12].

На сегодняшний день наиболее перспективными для удаления всех видов загрязнений является технологии льдоструйной и кавитационной очистки [16]. Льдоструйная очистка (криобластинг) - это инновационная технология очистки посредством сухого льда. Простая в эксплуатации технология, экологически чистая и безотходная, она обладает высокой эффективностью. В процессе очистки используются гранулы сухого льда и сжатый воздух. В отличие от привычных традиционных методов: песок, химические вещества, сода, - сухой лед не оставляет никаких отходов, очищая поверхность на 100% и удаляя запах. Как это происходит и в чем особенность сухого льда. Гранулы, выпускаемые из сопла под большим давлением сжатого воздуха, при соприкосновении с поверхностью порождают минивзрыв, который отбивает молекулы загрязнения и запаха. При минивзрыве гранула сухого льда «исчезает». Это происходит в силу того, что сухой лед при попадании в обычные условия (атмосферное давление, температура) переходит в парообразное состояние, минуя жидкое. Таким образом, инновационная технология очищает загрязненную поверхность и не повреждает её. Разрушающее воздействие гранул движущихся в толще жидкости зависит от их скорости, которая в свою очередь связана с величиной давления жидкости. Повышение давления струи не целесообразно, поскольку приведет к повышению расхода жидкости. В этой связи для повышения энергонасыщенности ледяных гранул целесообразно использовать дополнительные виды энергии.

Кавитационная очистка широко применяется для очистки сельскохозяйственный техники в период ремонта и для подготовки деталей и узлов в период хранения, принцип работы которой основан на образовании кавитационного явления в движущемся потоке жидкости за счет снижения давления в канале до критического состояния [1, 2, 7]. Используя энергию схлопывания кавитационных пузырьков для разгона ледяных гранул движущихся в потоке моечной жидкости мы имеем возможность максимально повысить энергонасыщенность струи. В связи с этим была проведена работа по получению комбинированной ледно-кавитационной струи в лабораторных условиях.

Экспериментальная установка для очистки деталей и узлов с/х машин перед хранением подключена к щиту питания 5 и состоит из пускового устройства 4, электропривода 3, насоса высокого давления 2, ледно-кавитационного пистолета 6 с насадкой 8, емкости с моющей жидкостью 10, баллона с углекислотой 7. На установке смонтирован манометр 1, расходомер 9 и 11 для углекислоты и жидкости, а также напорная 14 и перепускная магистраль 12, имеющая перепускной клапан 13. Кран для подачи углекислоты 16.

Рабочий процесс установки должен быть организован следующим образом. При подаче воды насосом, создающим давление в моечном пистолете, в нем происходит образование кавитационных пузырьков за счетметода критического сечения. Далее в образовавшуюся водно-кавитационную струю подается углекислота при температуре -70є С, при этом в струе происходит образование ледяных гранул. Ледяные гранулы, движущиеся в кавитационном потоке используя энергию схлопывания пузырьков, разгоняются и подаются на поверхность.

Физическая сущность воздействия ледно-кавитационной струи заключается в ее способности разрушать все виды загрязнений за счет воздействия на них ледяных гранул углекислоты, которые значительно ускоряются при схлопывании кавитационных пузырьков в потоке жидкости.

Механический эффект достигается за счет бомбардирования поверхности загрязнения ледяными частицам углекислоты, что приводит к его полному разрушению. При ударе гранулы углекислоты о поверхность происходит эффект сублимации частицы, при этом выделяется количество энергии достаточное для разрушения любого загрязнения. После удара гранулы углекислоты сублимируют не оставляя следов и не повреждая поверхность, вода смывает разрушенные загрязнения.

С помощью регулировок, предусмотренных в конструкции установки, мы имеем возможность задавать два режима работы: «кавитационный» и «ледно-кавитационный».

«Кавитационный» режим предназначен для очистки слабо- и среднесвязанных загрязнений.

«Ледно-кавитационный» режим предназначен для очистки сильносвязанных загрязнений.

Проведенные испытания экспериментального агрегата показали, что применение усовершенствованных технологии очистки деталей и узлов позволило повысить степень чистоты поверхности на 10-15%, время процесса очистки уменьшить на 50-70%, трудоемкость уменьшить в среднем в 4 раза, а общие материальные затраты более чем в 5 раз.

Внедрение предложенной технологии и средства в хозяйствах Рязанской области позволило рационально проводить очистку деталей и узлов перед хранением, улучшить условия труда обслуживающего персонала, повысить безопасность процесса и в связи с этим получить значительный экономический эффект.

Литература

1. Родионов В.П. Струйная суперкавитация и ее промышленное использование // Проблемы прочности в промышленности и строительстве: Тез.докл. Всероссийской научно-практической конференции. Армавир, 2000. - 115 с.

2. Розенберг И.Я. «Кавитационные процессы» / Розенберг И.Я. - Москва, 1987 г. - 123 с. 1.

3. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г.Л. Амитан, И.А. Байсупов, Ю.М. Барон и др.; Под общ. Ред. В.А. Волосатова. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1988. - 719 с.

4. Успенский И.А., Периодичность контроля технического состояния мобильной сельскохозяйственной техники [Текст] / Бышов. Н.В., Борычев С.Н., Кокорев Г.Д., Успенский И.А., Юхин И.А., Синицин П.С., Карцев Е.А., Николотов И.Н., Гусаров С.Н. // Политематический сетевой электронный журнал Кубанского государственного аграрного университета. Краснодар, 2013. №81. - С. 390-400.

5. Успенский И.А., Стратегии технического обслуживания и ремонта автомобильнлго транспорта [Текст] /., Кокорев Г.Д., Успенский И.А., Николотов И.Н Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина. - М. - 2009. - №3. - С. 72-75.

6 Успенский И.А., Метод прогнозирования технического состояния мобильной техники [Текст] / Кокорев Г.Д., Успенский И.А., Карцев Е.А., Николотов И.Н., // Тракторы и сельхозмашины. - 2010. - №12. - С. 32-34.

7. Федоткин И.М. Кавитация, кавитационная техника и технология, их использование в промышленности (теория, расчеты и конструкции кавитационных аппаратов). / Федоткин И.М., Гулый И.С., Ч. 1. - К.: Полиграфкнига, 1997. - 940 с.

8. Шемякин, А.В. Централизованное техническое обслуживание сельскохозяйственной техники в межсезонный период [Текст] / А.В. Шемякин, М.Б. Латышенок, Е.Ю. Шемякина, Е.М. Астахова // Механизация и электрификация. - 2009. - №7. - С. 16-17.

9. Шемякин, А.В. Экспериментальная установка для очистки сельскохозяйственной техники [Текст] / А.В. Шемякин, В.В. Терентьев, К.В. Гайдуков, Е.Ю. Шемякина. // Механизация и электрификация. - 6-е изд. - М., 2008. - С. 29-30.

10. Шемякин, А.В. Улучшение условий труда операторов моечных установок [Текст] / А.В. Шемякин, М.Б. Латышенок, Е.Ю. Шемякина, Е.М. Астахова, Н.М. Тараканова // Вестник РГАТУ. - 2010. - №1. - С. 46-47.

11. Шемякин, А.В. Исследование теплового баланса сельскохозяйственной техники при ее хранении [Текст] / А.В. Шемякин, М.Б. Латышенок, Н.М. Морозова, С.П. Соловьева // Научно-технические ведомости СПБГПУ - 2010. - №130. - С. 129-132.

12. Шемякин, А.В. Теоретические исследования очистки агрегатов сельскохозяйственной техники с использованием энергии кавитации [Текст] / А.В. Шемякин, А.М. Баусов, К.А. Жильцов, С.С. Рогов // Вестник Ульяновской ГСХА. - Ульяновск, 2011. - №4. - С. 125-127.

13. Шемякин, А.В. Тепловое укрытие для хранения сельскохозяйственных машин на открытых площадках [Текст] / А.В. Шемякин, М.Б. Латышенок, С.П. Соловьева // Вестник РГАТУ. - 2012. - №4. - С. 93-94.

14. Шемякин, А.В. Детерминальная модель хранения сельскохозяйственной техники [Текст] / А.В. Шемякин, Е.М. Астахова, С.А. Бохуленков // Сборник научных трудов молодых ученых Рязанской ГСХА. - Рязань, 2005. - С. 137-139.

15. Шемякин, А.В. Изменение состояния сельскохозяйственной техники в период хранения [Текст] / А.В. Шемякин, Н.М. Морозова, В.Н. Володин, Е.Ю. Шемякина, К.П. Андреев // Сб. науч. тр. - Рязань: РГАТУ, 2008. - С. 356-358.

16. Шемякин, А.В. Экспериментальная установка для очистки двигателей перед ремонтом [Текст] / А.В. Шемякин, В.В. Терентьев, А.М. Баусов, К.А. Жильцов, В.Н. Володин // Вестник АПК Верхневолжья. - 2011. - №1 (13). - С. 82-83.

17. Шемякин, А.В. Принципы организации выполнения работ по проведению подготовки и хранению зерноуборочных комбайнов [Текст] / А.В. Шемякин, В.В. Терентьев, Н.М. Морозова // Научное обеспечение развития АПК в условиях реформирования: материалы междунар. науч.-практ. конф. профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов СПбГАУ. - СПб, 2013. - С. 355-358.

18. Булатов, Е.П. Особенности перевозки сельскохозяйственной продукции в кузове автотранспортных средств / Е.П. Булатов, Г.Д. Кокорев, Г.К. Рембалович, И.А. Успенский, И.А. Юхин и др. // Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств. Часть 2. Материалы VI международной научно-практической конференции. г. Пенза. 18-20 мая 2010 года, с. 22-27.

19. Успенский И.А. Разработка теоретических положений по распознанию класса технического состояния техники /И.А. Успенский, Г.Д. Кокорев, И.Н. Николотов, С.Н. Гусаров // Актуальные проблемы эксплуатации автотранспортных средств. Материалы XV Международной научно-практической конференции 20-22 ноября 2013 г., Владимир, под общ. ред. А.Г. Кириллова - Владимир: ВлГУ, 2013. - С. 110-114 (222 с.)

20. Кокорев Г.Д. Тенденции развития системы технической эксплуатации автомобильного транспорта/Г.Д. Кокорев, И.А. Успенский, И.Н. Николотов // Сборник статей II международной научно-производственной конференции «Перспективные направления развития автотранспортного комплекса». - Пенза, 2009. С. 135-138.

21. Повышение эффективности эксплуатации автотранспорта и мобильной сельскохозяйственной техники при внутрихозяйственных перевозках / Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, И.А. Успенский, И.А. Юхин и др. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2013. - №04 (088). С. 519 - 529. - IDA [article ID]: 0881304035. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/04/pdf/35.pdf, 0,688 у.п.л., импакт-фактор РИНЦ=0,346

22. Рембалович, Г.К. Повышение надежности технологического процесса и технических средств машинной уборки картофеля по параметрам качества продукции / Г.К. Рембалович, И.А. Успенский, Р.В. Безносюк [и др.] // В журн. «Техника и оборудование для села». - 2012 г., №3 стр. 6-8.

23. Успенский И.А. Основы совершенствования технологического процесса и снижения энергозатрат картофелеуборочных машин / И.А. Успенский. Дис….докт..техн. наук. - Москва, 1997. - 396 с.

24. Пат. 2438289 Российская Федерация, МПК А 01 D 33/08. Сепарирующее устройство корнеклубнеуборочной машины. Авторы: Рязанов Н.А., Успенский И.А., Рембалович Г.К. [и др.]; патентообладатель Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства. - №2009125943/13. Опубл. 10.01.2012 Бюл. №1.

25. Бычков, В.В. Ресурсосберегающие технологии и технические средства для механизации садоводства / В.В. Бычков, Г.И. Кадыкало, И.А. Успенский // Садоводство и виноградарство. - 2009. - №6. - С. 38 - 42.

26. Повышение эксплуатационно-технологических показателей транспортной и специальной техники на уборке картофеля / Г.К. Рембалович, Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, И.А. Юхин и др. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2013. - №04 (088). С. 509 - 518. - IDA [article ID]: 0881304034. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/04/pdf/34.pdf, 0,625 у.п.л., импакт-фактор РИНЦ=0,346

27. Успенский, И.А. Алгоритм сохранения качества плодоовощной продукции при уборочно-транспортных работах / И.А. Успенский, И.А. Юхин, С.В. Колупаев, К.А. Жуков // Техника и оборудование для села. - 2013. - №12. - С. 12 - 15.

28. Аникин, Н.В. Устройство для снижения колебаний грузовой платформы / Н.В. Аникин, С.В. Колупаев, И.А. Успенский, И.А. Юхин // Сельский механизатор. - 2009. - №8. - С. 31.

29. Пат. 96547, RU, МПК51 B 62 D 1/00. Прицепное транспортное средство для перевозки сельскохозяйственных грузов / Безруков Д.В., Борычев С.Н., Успенский И.А., Юхин И.А. [и др.] - Опубл. 10.08.2010, бюл. №22.

30. Тенденции перспективного развития сельскохозяйственного транспорта / И.А. Успенский, И.А. Юхин, Д.С. Рябчиков и др. // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2014. - №07 (101). С. 2062-2077. - IDA [article ID]: 1011407136. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/07/pdf/136.pdf, 1 у.п.л., импакт-фактор РИНЦ=0,346

31. Юхин, И.А. Агрегат для внутрихозяйственных перевозок плодоовощной продукции с устройством стабилизации положения кузова: дис. … канд. техн. наук / И.А. Юхин - Рязань: 2011. - 148 с.

32. Бычков, В.В. Анализ исследований влияния различных факторов на сохранность фруктов при внутрихозяйственных перевозках / В.В. Бычков, И.А. Успенский, И.А. Юхин // Плодоводство и ягодоводство России. - 2012. - Т. 30. - С. 455 - 462.

33. Бышов, Н.В. Инновационные решения в технологиях и технике для внутрихозяйственных перевозок плодоовощной продукции растениеводства / Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, И.А. Успенский, И.А. Юхин, Е.П. Булатов, И.В. Тужиков, А.Б. Пименов / Инновационные технологии и техника нового поколения - основа модернизации сельского хозяйства. Материалы Международной научно-технической конференции: Сборник научных трудов ГНУ ВИМ Россельхозакадемии - М.: ГНУ ВИМ Россельхозакадемии, 2011. - Том 2. - С. 395 - 403

34. Аникин, Н.В. Особенности применения тракторного транспорта в технологических процессах по возделыванию сельскохозяйственных культур / Н.В. Аникин, Г.Д. Кокорев, А.Б. Пименов, И.А. Успенский, И.А. Юхин / Улучшение эксплуатационных показателей сельскохозяйственной энергетики. Материалы III Международной научно-практической конференции «Наука - Технология - Ресурсосбережение», посвященной 100-летию со дня рождения профессора А.М. Гуревича: Сборник научных трудов - Киров: Вятская ГСХА, 2010. - Вып. 11. - с. 45 - 49 (250 с.)

35. Бышов Н.В. Сбережение энергозатрат и ресурсов при использовании мобильной техники / Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, И.А. Успенский [и др.] - Рязань: ФГОУ ВПО РГАТУ, 2010. - 186 с.

36. Бышов, Н.В. Универсальное транспортное средство для перевозки продукции растениеводства / Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, И.А. Успенский, И.А. Юхин // Система технологий и машин для инновационного развития АПК России: Сборник научных докладов Международной научно-технической конференции, посвященной 145-летию со дня рождения основоположника земледельческой механики В.П. Горячкина (Москва, ВИМ, 17-18 сентября 2013 г.). Ч. 2. - М.: ВИМ, 2013. - С. 241-244.

37. Пат. 2464765 Российская Федерация, МПК А 01 D 33/08. Сепарирующее устройство корнеклубнеуборочной машины. / Рембалович Г.К., Волченков Д.А., Бышов Н.В. [и др.]; патентообладатель ФГОУ ВПО РГАТУ. - №2011105634/02. Опубл. 27.10.2012. Бюл. №30.

Размещено на Allbest.ru