Введение к работе
Актуальность работы. Конкурентоспособность автотракторной техники напрямую зависит от срока службы двигателей внутреннего сгорания (ДВС). От качества их изготовления и обслуживания зависят надежность, экономичность, минимизация негативных экологических последствий эксплуатации. Наиболее сложными узлами ДВС с точки зрения изготовления и материалоемкости являются корпусные изделия. Для них, как и для других деталей двигателя, наряду с требованиями точности не менее важными являются требования промышленной чистоты. Образование загрязнений на рабочих поверхностях в процессе изготовления и эксплуатации приводит к ускоренному износу пар трения, засорению масляных каналов и, как следствие, к снижению и даже потере работоспособности.
Из-за высокой стоимости корпусных деталей технологии, позволяющие продлить их срок службы или вернуть в повторную эксплуатацию, экономически эффективны и востребованы. Современные технологии восстановления деталей машин позволяют достичь нормативных эксплуатационных показателей. В процессе изготовления новых и восстановления изношенных корпусных деталей ДВС исключительную роль играют моечно-очистные технологии. Особую сложность представляет очистка от загрязнений корпусных изделий, что объясняется их большими размерами, конструктивной сложностью, наличием большого количества различных сквозных и глухих отверстий, каверн и других труднодоступных мест. Одним из наиболее эффективных способов очистки корпусных деталей ДВС является ультразвуковой. Ультразвуковая очистка - широко известный метод удаления с поверхности деталей загрязнений, она, что особенно важно, обеспечивает высокую производительность и качество очистки поверхности, а также позволяет исключить из технологического процесса пожаро- и взрывоопасные моющие среды, повысить общую культуру производства. Вместе с тем, очистка корпусных деталей ДВС, в том числе с использованием ультразвука, представляет проблему, не решенную в полной мере до настоящего времени.
Цель работы: разработка эффективной технологии очистки корпусных деталей ДВС с использованием ультразвука.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
обоснование эффективности применения ультразвуковой очистки для обеспечения промышленной чистоты корпусных деталей ДВС;
выявление основных акустико-технологических факторов, определяющих эффективность ультразвуковой очистки, и их оптимизация;
разработка научно-технических решений, обеспечивающих повышение качества ультразвуковой очистки;
разработка технологии и оборудования ультразвуковой очистки корпусных деталей ДВС.
Объекты исследования - корпусные детали автотракторных двигателей: блоки цилиндров, головки блоков цилиндров.
Методика исследований включала теоретическое и экспериментальное исследование воздействия ультразвуковой жидкостной обработки на удаление загрязнений с поверхности объектов исследования. Научная новизна:
экспериментально исследована топография кавитационного воздействия различных ультразвуковых излучателей: цилиндрического, пластинчатого, стержневого, что позволило выявить высокую эффективность применения последних;
разработана математическая модель, описывающая процесс удаления загрязнения с поверхности очистки, связывающая амплитуду колебаний, расстояние от излучателя до очищаемой поверхности, эффективную площадь излучателя и скорость его перемещения относительно детали. Полученная теоретическая модель подтверждается экспериментальными данными;
найдены зависимости влияния концентрации химических компонентов и температуры моющего раствора на динамику процесса ультразвуковой очистки.
Практическая ценность:
- предложен комплекс измерительных средств на основе концепции
виртуальных приборов, позволяющий проводить многофакторный контроль
процесса очистки;
- на основе теоретических и экспериментальных исследований
разработана управляющая программа очистки корпусных деталей ДВС;
- разработана установка пространственной очистки корпусных деталей
двигателя;
- разработана система автоматизации процесса ультразвуковой очистки.
Апробация работы. Основные результаты исследований по теме
диссертационной работы докладывались на 69, 70, 71 учебно-методических конференциях МАДИ в 2011, 2012, 2013 гг.; на XV Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и роботехнические комплексы» (г. Москва -2011); на 24, 25 сессиях Российского Акустического общества (г. Саратов -2011, г. Таганрог - 2012); на 11, 12, 13 Международном научно-техническом семинаре «Современные проблемы производства и ремонта в промышленности и на транспорте» (г. Свалява - 2011, 2012, 2013); на научно-практической конференции «Новые и нетрадиционные технологии в ресурсо-и энергосбережении» (г. Одесса - 2012).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 статей, из которых 5 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованных источников в количестве 127
Похожие диссертации на Разработка технологии и оборудования для ультразвуковой очистки корпусных деталей автотракторных двигателей
