Введение к работе
Актуальность темы. Сельскохозяйственные предприятия страны в настоящее время работают в сложных условиях рыночных отношений. Качество выпускаемой продукции и рентабельность производства определяют конкурентоспособность предприятий и возможность дальнейшего развития. Одним из основных путей повышения рентабельности производства продукции является снижение затрат на поддержание сельскохозяйственной техники и оборудования перерабатывающих предприятий в работоспособном состоянии.
В агропромышленном комплексе России за последние 15 лет парк тракторов, зерноуборочных комбайнов, других основных видов сельскохозяйственной техники сократился более чем на половину. Большая часть (75 - 80 %) сельскохозяйственной техники выработала свой амортизационный срок, около 80 % машин и оборудования животноводческих ферм физически и морально устарели, примерно 50 % технологического оборудования перерабатывающих предприятий используется свыше 20 лет.
Снижение численности парка привело к повышению интенсивности его использования. Выработка на каждый трактор в зерновом комплексе увеличилась со 180 до 245 га, на один комбайн - с 290 до 370 т. Сохраняется тенденция старения парка, возрастает срок эксплуатации машин и оборудования до списания, что требует увеличения затрат на поддержание их в работоспособном состоянии. Одной из приоритетных задач в развитии системы технического сервиса является развитие восстановления изношенных деталей, как альтернативы расходу новых на обслуживание стареющего парка машин. Это позволит снизить затраты на поддержание техники в работоспособном состоянии.
Восстановление изношенных деталей позволяет значительно снизить затраты на ремонт машин и оборудования, повысить его надежность. Опыт передовых предприятий показывает, что восстановление изношенных деталей современными прогрессивными технологиями позволяет значительно сократить простой машин и оборудования, увеличить межремонтный срок службы, уменьшить расход запасных частей.
В связи с этим является актуальной задача увеличения номенклатуры восстановления деталей на основе разработки новых прогрессивных технологических процессов. Развитие ремонтного производства требует улучшения качества восстанавливаемых деталей. Решение этих вопросов сопряжено с разработкой и интенсификацией процессов химико-термической обработки, в частности азотирования в электростатическом поле.
Цель исследований. Разработка эффективного ресурсосберегающего технологического процесса азотирования в электростатическом поле при восстановлении изношенных деталей сельскохозяйственной техники, позволяющего получать на поверхности заданные эксплуатационные свойства.
Объект исследований. Технологический процесс и оборудование для восстановленных изношенных деталей.
Предмет исследования. Детали машин сельского хозяйства, на примере распределителей аксиально-поршневых насосов (гидромоторов) различных
марок и модификаций устанавливаемых на современной технике -зерноуборочных и кормоуборочных комбайнах. Научная новизна работы:
разработан метод многомерной нелинейной векторно-матричной регрессионной модели, допускающей использование процедуры прямого алгоритма многокритериальной параметрической идентификации векторных уравнений исследуемого процесса азотирования в электростатическом поле;
получено уравнение и его алгебраическое решение для стационарной точки в задаче выпуклой оптимизации физико-технических показателей процесса азотирования в электростатическом поле и определена формула взвешенно-осреднённой оценки для значения целевого функционала качества процесса азотирования;
разработан алгоритм оптимизации режимов азотирования в электростатическом поле, позволивший существенно повысить эффективность соответствующего технологического процесса.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
разработан программный комплекс «ГРЕК» для решения задачи оптимизации технологических параметров процесса азотирования в электростатическом поле;
модернизирована установка для упрочнения размерновосстановленных деталей сельскохозяйственной техники методом азотирования в электростатическом поле;
определены оптимальные параметры процесса азотирования в электростатическом поле;
проведение азотирования в электростатическом поле по установленным режимам позволяет формировать азотированный слой в 1,6 раза быстрее по сравнению с азотированием, проводимым по стандартной технологии.
Внедрение. Полученные в диссертации результаты прошли проверку в ходе научно-исследовательских и хоздоговорных работ (с актами внедрения). Оборудование и разработанная технология азотирования в электростатическом поле внедрены в ОАО «Иркутскагроремонт» г. Шелехов Иркутской области, ЗАО «Иркутскгидроремонт» г. Иркутск и в учебном процессе по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов» в ФГОУ ВПО «Иркутская ГСХА».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях Иркутской государственной сельскохозяйственной академии (2002 - 2009 гг.), Иркутского государственного технического университета (2004 г.), Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р.Филиппова (г.Улан-Удэ, 2005 г.), Восточно-Сибирского государственного технологического университета (г.Улан-Удэ, 2007 г., 2009 г.), научно-практических семинарах кафедры «Ремонт машин и технологии металлов» Иркутской ГСХА (1995-2009 гг.) и на научно-техническом совете департамента АПК Иркутской области (2008 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано девять печатных работ, в том числе три - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2008614737. Общий объем публикаций 3,16 п.л., из них 1,4 п.л. принадлежат автору.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы из 159 наименований и приложения. Работа изложена на 158 с. основного текста, содержит 62 рис., 19 табл. и приложения на 29 с.
