Том 86, № 6 (2019)

В процессе эксплуатации стальных трубопроводов происходит изменение, дрейф, характеристик материалов, из которых они изготовлены. В области технологических трубопроводов и трубопроводов нефтегазового комплекса этому вопросу посвящена обширная литература, включающая как научные публикации, так и нормативные государственные и отраслевые документы. Изменение характеристик материала топливопроводов высокого давления двигателей внутреннего сгорания не привлекало внимания специалистов. Топливопроводы были важным компонентом двигателей, но при том уровне давлений впрыска, материалах и технологиях, определяющих, в том числе, стоимость компонента в общей стоимости двигателя, они оставались вне зоны особого внимания. Развитие в России собственного производства систем типа Common Rail делает необходимым изучение поведения деталей в условиях длительного нагружения внутренним гидравлическим давлением уровня 1600 кг/см2 и выше. Дрейф характеристик материалов топливопроводов высокого давления может иметь большое значение с точки зрения надежности топливной системы и двигателя в целом. Впервые проведены исследования механических характеристик стальных бесшовных труб при различной наработке на безмоторном стенде при нагружении внутренним гидравлическим давлением 1600 кг/см2 с частотой пульсаций 45-55 Гц. Установлено, что при наработке увеличивается твердость в поперечных сечениях топливопроводов. Также увеличивается стандартное отклонение значений твердости, то есть разброс значений. Характер изменения предела прочности и предела текучести при наработке свыше 1100 ч требует дополнительных исследований. Сделан вывод о необходимости проведения испытаний большего количества образцов на двигателе для выяснения предельных значений механических характеристик материала.

Для испытаний тракторных шин и их износа используются специальные лабораторные стенды с имитацией реальных условий эксплуатации шин. Они обеспечивают определение таких характеристик шины, как возможность продолжительного движения на максимальной скорости, восприятие усилий при криволинейном движении, динамический радиус, сопротивление шины качению, степень нагрева шин и т.д. Подобные стенды позволяют оценить надежность шин и выявить возможность увеличения срока их эксплуатации. Наиболее распространенные стенды включают в себя неподвижную платформу, беговой барабан, гидроцилиндры, устройства прижима, электропривод барабана, механизмы вращения шин, персональный компьютер и пульт управления. Одним из недостатков таких стендов является наличие высоких потерь на преодоление усилий в механизмах вращения шин. Поэтому актуальным является вопрос поиска решения для повышения энергоэффективности и надежности испытаний тракторных шин. В статье анализируются стенды зарубежных и отечественных производителей для динамических испытаний шин. Рассматриваются их технические характеристики, функциональные и габаритные показатели. Значительное внимание уделяется недостаткам каждого из стендов. Предложен модернизированный вариант стенда, в котором учтены и устранены недостатки аналогов. Конструкция подобного стенда позволяет обеспечить испытания шин, имитируя их взаимодействия с неровной поверхностью дороги, а также снизить потребление электроэнергии и повысить достоверность испытаний шин. Предложена кинематическая схема стенда и функциональная схема силовой части электропривода испытательного стенда. На основе технических данных стендов и их возможностей дана сравнительная таблица, а также сделаны выводы о целесообразности применения более энергоэффективных приводов для подобных стендов.

В статье рассмотрены перспективы развития и использования малотоннажных автопоездов (МАП) с управляемым сцепным устройством, разработанным и подтвержденным заявкой (2018137360) ВолгГТУ и ФГБНУ ФНАЦ ВИМ. МАП по условиям шумности, экологии и расхода топлива намного превосходят магистральные автопоезда при использовании их в мегаполисах, а также в сложных дорожных условиях. Увеличение в последние годы числа малых предприятий, в том числе занимающихся сельским хозяйством, обслуживанием теплиц, торговых точек, охотой и предоставлением услуг в этой области, увеличивает потребность в малых прицепах, используемых в сцепке с легковыми автомобилями. Управляемое сцепное устройство позволяет устранить «виляние», а также обеспечить возможность управляемого движения задним ходом. Помимо прочего использование МАП не требует переобучения водителей и обеспечивает быструю окупаемость (менее 3 месяцев). МАП - универсальный вид транспорта. Универсальность достигается разработкой различных прицепных платформ, необходимых для выполнения разных видов работ. Это может быть прицепной «мини-завод» для переработки и утилизации отходов сельскохозяйственных предприятий (коровников, птицефабрик, теплиц и т.д.). Возможные варианты: мини-мастерская, кухня, передвижной медпункт для обслуживания работников, занятых на посевной, уборке и т.д. В связи с новыми тенденциями развития автомобильного транспорта желательно разрабатывать МАП в автоматизированном варианте управления через ГЛОНАСС с использованием систем СКИФ и СКАУТ, а также со способностью прицепа осуществлять движение самостоятельно в режиме геолокации. При всех очевидных преимуществах имеются и негативные явления, требующие досконального изучения с целью их исключения. Исследования требуют изучения движения МАП с высоким прицепом при воздействии на него больших или же цикличных боковых сил, а также исключения «виляния» при движении по продольной колее и при обгоне.

В работе рассматривается проблема безотказности топливной аппаратуры тракторных дизельных двигателей в условиях пониженных температур. Основная проблема эксплуатации таких двигателей заключается в ухудшении прокачиваемости топлива через топливопроводы, парафинизация и забивка фильтров тонкой очистки. Авторы предлагают новую конструкцию фильтра грубой очистки (ФГО), где в качестве фильтрующего элемента выступает фильтровальная лента из нетканого иглопробивного материала с переменным обжатием, обладающего повышенной эффективностью фильтрации с возможностью одновременного подогрева топлива. Достоинством предлагаемых изменений является использование штатного корпуса фильтра грубой очистки. Представлены эксплуатационные испытания. По результатам эксплуатационных испытаний модернизированного фильтра грубой очистки было установлено, что в отличие от штатного элемента массовая концентрация загрязнений снижается примерно в два раза, а вероятность отсева частиц размером больше 30 мкм равна 90 %. Построены кривые распределения частиц загрязнений по размерам после штатного и модернизированного фильтра и ресурсная характеристика. Приведены результаты сравнительных эксплуатационных испытаний фильтров на загрязнения. Оценен перепад давления на фильтре при наступлении технического обслуживания, предложено увеличение регламентной замены фильтра. Определена степень обжатия фильтрующего материала, исключающая появление после ФГО частиц размером больше 35 мкм.

В статье приводятся некоторые результаты исследований влияния ширины перекрытия на равномерность распределения удобрений на смежных проходах агрегата, проведенных в Мордовском государственном университете имени Н.П. Огарева. Предлагаются рекомендации по снижения величины соотношения между шириной захвата и шириной разбрасывания при работе центробежного аппарата. Наблюдения показали, что разбрасыватели с рабочими органами центробежного типа распределяют удобрения по ширине захвата неравномерно: большая часть их приходится на середину, а к краям количество их уменьшается. Чтобы добиться более равномерного внесения удобрения обычно разбрасывают с перекрытием. Для определения влияния перекрытия на равномерность распределения минеральных удобрений нами проведены исследования. Для оценки равномерности поверхностного распределения минеральных удобрений и извести экспериментальной установкой по ширине захвата и по ходу движения сбор удобрений производили в противни размером 0,5×0,5×0,1 м. Противни расставляли на ровном участке плотно друг к другу в три ряда с расстоянием между рядами 5 м. При проведении опытов неравномерность внесения удобрений на ширине захвата агрегата 10 м с перекрытием 2 м была выше агротехнических допустимых значений - 25 %. Исследования показали, что повысить равномерность внесения возможно при уменьшении ширины захвата агрегата до 8 м, при этом перекрытие должно быть не менее 4 м. При этом проблема обеспечения точного вождения агрегатов для внесения удобрений еще более обостряется с увеличением ширины захвата современной высокопроизводительной техники. Очевидно, что в данном случае при отсутствии специальных стендов для оперативной настройки машин выполнить их правильную регулировку весьма затруднительно. Поэтому каждый раз при изменении вида вносимого удобрения и доз необходимо сверять положение регулятора с рекомендуемым руководством по эксплуатации. От этого зависит рабочая ширина захвата, а следовательно, и расстояние между смежными проходами агрегата. Качество работы центробежных машин, кроме того, зависит от качества вносимых минеральных удобрений (спектр размеров и формы гранул, сыпучести), состояния рельефа поля, выравненности почвы, скорости ветра, квалификации механизатора и его добросовестности (строгое соблюдение заданной скорости движения), рабочей скорости и т.д. Очевидно, чтобы внести минеральные удобрения с допустимой неравномерностью (допустимый коэффициент вариации для азотных удобрений ±10 %, для калийных и фосфорных ±20 %) центробежными рабочими органами, необходимо строго выполнять требования регламента выполнения работ.

Выявлены ранее неизвестные свойства прессующего механизма пресс-гранулятора с одним прессующим роликом большого диаметра. Методом вычислительного эксперимента с использованием проведенного ранее экспериментального исследования процесса гранулирования полуфабриката растительного происхождения по математической модели напряженного состояния прессуемого в рабочем пространстве пресс-гранулятора полуфабриката определена энергоемкость процесса гранулирования. Определены зависимости геометрических параметров рабочего пространства прессующего механизма. Методами теории пластичности определены силы полезного сопротивления движению кольцевой матрицы. На их основе определена мощность сил полезного сопротивления. На основе расчета напряженного состояния прессуемого полуфабриката в прессующем механизме определены границы зоны выдавливания полуфабриката в фильеры матрицы. На основе расчета массового расхода полуфабриката на входе в зону выдавливания и на выходе из нее вычислена производительность прессующего механизма на единичной ширине рабочих органов. Энергоемкость процесса гранулировани определена отношением мощности сил полезного сопротивления к производительности прессующего механизма на единичной ширине рабочих органов. В вычислительном эксперименте произведено сравнение энергоемкости прессующего механизма пресс-гранулятора ПГМ-05 и проекта прессующего механизма с радиусами рабочих органов, увеличенными пропорционально на 20 %. Показано, что увеличение радиусов матрицы и ролика пресс-гранулятора на 20 % увеличивает производительность и снижает энергоемкость гранулирования. Если энергоемкость процесса одинакова, то производительность увеличивается на 60…89 %. При увеличении энергоемкости увеличение производительности уменьшается. Если производительность одинакова, то энергоемкость уменьшается на 31…38 %. При увеличении производительности падение энергоемкости уменьшается. Таким образом, можно сделать заключение о целесообразности увеличения радиусов рабочих органов пресс-гранулятора ПГМ-05 на 20 %.