Совершенствование дефектовки коленчатых валов автотракторных двигателей использованием виброакустического способа
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………..
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
ПО ДЕФЕКТАМ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
И СПОСОБАМ ИХ ДЕФЕКТОВКИ ПРИ РЕМОНТЕ ……………………………………….
1.1 Анализ технического состояния коленчатых валов двигателей,
поступивших в капитальный ремонт ………………………………………………………………..
1.2 Анализ способов дефектовки коленчатых валов …………………………………..
1.3 Выводы и задачи исследования ……………………………………………………………
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ЗАВИСИМОСТИ СТЕПЕНИ
УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ И ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ОТ ЕГО НАРАБОТКИ………………………
2.1 Изменение степени усталостного разрушения
коленчатого вала в процессе эксплуатации ……………………………………………….
2.2 Обоснование способа обнаружения трещин коленчатых валов
анализом виброакустических колебаний при импульсном воздействии………………..
2.3 Аналитическое обоснование виброакустического способа
контроля при импульсном воздействии для коленчатого вала ……………………
2.4 Определение параметров колебаний при импульсном
воздействии ……………………………………………………………………………………………………..
2.5 Идентификация модели КВ без трещины и с трещиной ……………………….
2.6 Связь виброакустических параметров коленчатого вала со
степенью его усталостного разрушения ……………………………………………………………
2.7 Изменение виброакустических параметров коленчатого вала в
процессе эксплуатации …………………………………………………………………………………….
2.8 Выводы ……………………………………………………………………………………………….
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ ………………………………
3.1 Программа и общая методика исследования ………………………………………..
3.2 Методика экспериментального исследования ………………………………………
3
3.2.1 Методика определения массы бойка ……………………………………………..
3.2.2 Методика определения угла отклонения бойка ………………………………
3.3 Методика обработки виброакустического сигнала ……………………………….
3.4 Методика определения объёма выборки ………………………………………………
3.4 Выводы ……………………………………………………………………………………………….
4 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
ИССЛЕДОВАНИЯ …………………………………………………………………………………………..
4.1 Зависимость виброакустических параметров коленчатого вала
от показателей уровня его усталостного разрушения ………………………………………..
4.2 Оценка соответствия добротности требованиям к
дефектовочным параметрам……………………………………………………………………………..
4.3 Изменение показателей уровня усталостного разрушения
коленчатого вала и его виброакустических параметров в процессе
эксплуатации ……………………………………………………………………………………………………
4.4 Выводы ……………………………………………………………………………………………….
5 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВИБРОАКУСТИЧЕСКОЙ
ДЕФЕКТОВКЕ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА И ТЕХНИКО-
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ …………………………
5.1 Определение предельных значений добротности коленчатого
вала………………………………………………………………………………………………………………….
5.2 Алгоритм и технология дефектовки коленчатого вала по
виброакустическим параметрам ……………………………………………………………………….
5.3 Технико-экономическая оценка эффективности результатов
исследования ……………………………………………………………………………………………………
5.4 Выводы ……………………………………………………………………………………………….
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………….
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………………………………
ПРИЛОЖЕНИЯ ……………………………………………………………………………………………….
4
Во введении обоснована актуальность темы, представлена общая
характеристика работы и определены основные направления исследования.
В первом разделе «Анализ состояния вопроса по дефектам
коленчатых валов и способам их дефектовки при ремонте» проведён
анализ основных дефектов коленчатого вала. Дан анализ методов дефектовки
усталостных трещин коленчатого вала, обоснована целесообразность
использования виброакустического способа, сформулированы задачи
исследования для достижения цели работы.
Во втором разделе «Теоретические предпосылки зависимости
степени усталостного разрушения и виброакустических параметров
коленчатого вала от его наработки» проведён теоретический анализ
изменения степени усталостного разрушения коленчатого вала в процессе
эксплуатации, показано, что последовательность модели физического
предела усталости такова: дислокации – субмикро – микро – макротрещины
– разрушение. Показаны основные этапы и особенности распространения
трещины в КВ.
Показано, что все показатели степени усталостного разрушения
деталей (длина трещины и концентрация микротрещин) прямо
пропорциональны глубине трещины и с ростом числа циклов нагружения
возрастают по экспоненциальной зависимости.
Обоснование применимости ВА способа для обнаружения трещин в
коленчатом вале (КВ) как в динамической системе при ударе, то есть
построение соответствующей математической модели, решение которой
позволит выполнить экспресс-анализ дефектов КВ в условиях ремонтных
предприятий при ремонте двигателей. Для математического моделирования
колебаний принята рабочая гипотеза о закономерном рассеивании энергии
колебаний от преград, связанных с ростом поверхности трещин. При анализе
дефектного состояния КВ необходимо рассматривать происходящие в нем
колебательные процессы при импульсном воздействии. При этом получаем
основные информативные параметры дефектов.
Для проведения экспериментальных исследований и построения
математический модели ДС КВ, необходимо рассмотреть начальные
ограничения, основанные на известных работах М.Д. Генкина, В.Л.
Бидермана, С.А. Добрынина, В.В. Клюева:
1. При анализе свободных колебаний механических систем при
импульсном воздействии значение имеют измерения вблизи резонансной
частоты.
2. При ударе возмущающие силы возникают в результате
взаимодействия соударяющихся объектов и могут быть найдены только в
связи с изучением динамической деформации последних. При соударении
двух тел (бойка и КВ по схеме на рис. 1) их общей деформации можно
пренебречь из-за их незначительности по сравнению с местной. Вследствие
того, что взаимодействие между КВ и бойком занимает крайне
незначительное время (1,5…6 мс) при условии, что время переходного
импульсного процесса в нашем случае 160…200 мс, входной импульс силы
можно рассматривать как мгновенный
3. Импульс силы при проведении экспериментальных исследований
подбирается такой величины, при котором в спектре полученного ВА
сигнала будет минимум частотных составляющих, характерных тем, что
слабый импульс силы вызовет в КВ виброакустические колебания малой
амплитуды и это не позволит в полной мере оценить качество импульсной
переходной функции (ИПФ).
4. Для получения стабильных результатов в одинаковых условиях при
проведении экспериментальных исследований необходимо обеспечить
минимальную шероховатость поверхности соударяющихся тел. В данной
работе рассматривается КВ, поверхность которого является шлифованной и
имеет параметр шероховатости Ra ≤ 0,16 мкм, в свою очередь боёк имеет Ra
≤ 0,08 мкм.
5. Расположение датчика на объекте контроля при свободных
колебаниях при импульсном воздействии не имеет особого значения при
наличии местной деформации. Тем не менее, для создания одинаковых
условий, датчик располагается под углом 180° по отношению к бойку.
Рисунок 1 – Возбуждение колебаний в КВ импульсным
воздействием и их приём вибропреобразователем: 1 – КВ;
2 – подвеска; 3 – боёк; 4 – датчик с вибропреобразователем;
Существует множество путей аппроксимации
ударных воздействий классическими функциями.
Наиболее часто при описании ударов –функция,
широкоиспользуемаядлярешениязадач
автоматического управления, также применяется для
описания ударных возмущающих воздействий,
отвечающих условию при использовании полуволны
синусоиды
= sin + ,(1)
( ) = 0 при ≠ 0, ( ) = ∞ при = 0, ∫ ( ) = 1 + ∞ − ∞(2);
где w – частота колебаний; t – время; φ- начальное значение отклонения.
При этом спектр − функции является постоянной величиной.
На основании приведенной в диссертации классификации наиболее
подходящим для описания падающего шарика на поверхность КВ является
применение − функции, так как она представляет собой импульс
бесконечно малой длины и описывает ударное воздействие с
продолжительностью намного меньшей длительности переходного процесса.
Использование дельта-импульса позволяет производить анализ
быстропротекающих процессов. При известной продолжительности сигнала
и закона изменения амплитуды с течением времени имеется возможность
идентифицировать переходный процесс системы, и, следовательно, получить
необходимую информацию о его параметрах. Одним из таких переходных
процессов являются собственные колебания КВ при воздействии на него
импульсным ударным возмущением в виде − импульса.
При использовании импульсного возмущающего воздействия на КВ
можно получить импульсную переходную функцию на основании
регистрации его свободных ВА колебаний. В реальных условиях свободные
колебания в объекте протекают под действием сил сопротивления, в
результате чего происходит уменьшение амплитуды колебаний. Наиболее
распространённым является случай, когда скорость движения в упругой
среде пропорциональна силе сопротивления:
~ , = − ;(3)
где r – коэффициент сопротивления, знак минуспоказывает
разнонаправленность скорости и силы .
Для материальной точки, совершающей гармонические колебания в
упругой среде, имеющей коэффициент сопротивления используем второй
закон Ньютона, описывающий колебательные движения:
= − − ;(4)
++ =(5)
=
= ,
где α – коэффициент затухания, определяющий скорость затухания
колебательного процесса. С затуханием колебаний, энергия колебательного
процесса постепенно убывает.
Уравнение затухающего колебательно процесса может быть
представлено с учётом (4 и 5) в дифференциальной форме:
++ =(4′)
а его решение в виде =s +.(5′)
Одними из основных параметров колебательного процесса являются
частота и период. Для затухающих колебаний они будут иметь вид:
=√;=.(6)
√
При→ 0,→0=, затухающие колебания являются
гармоническими, амплитуда которых изменяется по закону:
=.(7)
Рассмотрим случай, при котором амплитуда уменьшилась враз в
течение некоторого времени :
=;(8)
+ =;(9)
==;(10)
===;(11)
= ,(12)
где – время релаксации.
На основании формулы (11) можно сделать вывод, что коэффициент
затухания обратно пропорционален времени, за которое амплитуда
уменьшиться в раз. Ещё одной характеристикой колебательного процесса
является декремент затухания , равный отношению двух амплитуд, разница
между которыми, по времени, период.
==.(13)
На основании декремента затухания можно получить логарифмический
декремент затухания, равный логарифму . Значение логарифмического
декремента затухания определяется числом колебаний, за которые амплитуда
уменьшилась в раз.
= ==;(14)
===.(15)
Рассмотренные характеристики колебательного процесса связаны с
анализом временной зависимости колебаний, то есть с импульсной
переходной функцией (ИПФ). Основной же характеристикой колебательной
системы является добротность.
= == .(16)
В нашем случае, энергия ВА колебаний рассеивается, следовательно,
по мере увеличения параметров трещины, рассеивание энергии будет
увеличиваться, а добротность ДС КВ снижаться. Добротность механической
системы определяется по её резонансной кривой, или по амплитудно-
частотной характеристики (АЧХ) (рис. 2).
Для КВ добротность вычисляется из АЧХ, которую можно получить из
передаточной функции. Передаточная функция в свою очередь определяется
из ИПФ. Для определения добротности сигнала необходимо установить
ширину резонансной кривой. Оно равно отношению максимальной
амплитуды колебательного движения к корню из двух, то есть√ На
пересечении резонансной кривой и этого значения определяют границы
ширины резонансной кривой 2 и 1. Полученные частоты связаны с
шириной следующим соотношением: ∆ = 2 − 1. Добротность
определяется отношение резонансной частоты к ширине резонансной
кривой: = /∆
Рисунок 2 – Определение
добротности
колебательной системы по
резонансной кривой
Наличие трещин обусловливает повышенное рассеяние энергии ВА
колебаний. Таким образом, добротность является показателем качества
динамической системы, который зависит от основных её характеристик,
таких как резонансная частота и декремент затухания. Следовательно,
добротность ДС служит идентификатором состояния КВ. Идентификация
математической модели КВ, как динамической системы при импульсном
воздействии, представляет добротность. Рассмотрим КВ как динамическую
систему (ДС), у которой имеется входное воздействие, осуществляемое
бойком, регистрируется вибродатчиком выходное воздействие, а сам КВ
закреплён на подвеске (рис 1). При ударе шариком, играющим роль бойка,
входное воздействие можно рассматривать как дельта-импульс, а выходное
как импульсную переходную функцию ( ). На основании импульсной
переходной функции можно получить передаточную функцию динамической
системы КВ, по которой определяется параметр, позволяющий однозначной
идентифицировать состояние объекта контроля на наличие дефектов, а
именно добротность. Добротность ДС напрямую связана с частотой
собственных колебаний КВ и коэффициентом затухания колебаний.
Типичная ИПФ для КВ без дефекта и с трещиной представлены на рис. 3.
Данная ИПФ описывается выражением:
= ,(17)
где− коэффициент затухания, 0 – частота собственных колебаний
системы, A0 − начальная амплитуда переходного процесса. Применяя
преобразование Лапласа к импульсной переходной функции (17), получим
передаточную функцию КВ как динамической системы (ДС):
без трещиныτр
с трещинойτр
Рисунок 3 – Импульсная переходная функция для ДС КВ.
Далее определяем амплитудно-частотную характеристику (АЧХ)
динамической системы КВ по формуле:
( ) = | ( )|2.(18)
На основании полученной АЧХ строится график и определяется
добротность динамической системы (рис. 4.).
Рисунок 4 – Амплитудно-частотнаяРисунок 5 – Амплитудно-частотная
характеристика ДС КВ без трещиныхарактеристика ДС КВ с трещиной
На основании амплитудно-частотной характеристики определяется
добротность ДС по формуле (10), то есть, = р /( 2− 1) = р /∆ . Таким
образом, получена передаточная функция КВ, как элемента ДС. Значение
параметров ,, зависят от размеров, массы и материалов КВ,
следовательно, передаточная функция определяется типом КВ и для её
идентификации необходим специальный эксперимент. Идентификация
модели КВ с трещиной (рис. 5) производится в том же порядке.
На основании амплитудно-частотной характеристики можно получить
добротность ДС, которая для КВ с трещиной будет ниже, чем у КВ без
дефекта. Таким образом, методика определения добротности КВ на
основании анализа его, как динамической системы может быть представлена
в виде ряда этапов (рис. 6):
1. Измерение ВА колебаний в КВ при импульсном воздействии.
2. Применение к полученному ВА сигналу низкочастотной
фильтрации.
3. Аппроксимация импульсной переходной функции при помощи
аналитических выражений.
4. Вычисление передаточной функции ДС КВ.
5. Построение амплитудно-частотной характеристики ДС КВ по
передаточной функции при помощи программного продукта MATLAB.
6. Определение добротности системы по полученной АЧХ.
7. Сравнение полученной добротности ДС с эталонным (бездефектным)
значением добротности.
8. Отбраковка КВ в случае выявления в нём дефекта и отправка на
утилизацию.
9. В случае соответствия добротности ДС рассматриваемого КВ
нормативным значениям, производится его восстановление.
Рисунок 6 – Алгоритм идентификации ДС КВ и вычисления добротности
Таким образом, разработанная методика определения добротности ДС
КВ основана на её анализе. Она может быть представлена в виде ряда
относительно самостоятельных этапов. Как показал проведённый анализ
способов виброакустической (ВА) дефектовки деталей, для коленчатого вала
наиболее целесообразным является импульсное воздействие.
При отсутствии дефектов (трещин) ВА сигнал затухает относительно
долго. То есть, его энергия слабо рассеивается в относительно плотной
(сплошной) среде материала вала. При наличии дефектов (трещин)
сплошность материала ухудшается и ВА сигнал рассеивается за счёт
отражения от границы раздела двух сред на поверхности трещин. Величина
или степень рассеивания сигнала будет пропорциональна глубине трещин.
Следовательно, добротность сигнала с ростом размеров трещин (дефектов)
будет снижаться. Вследствие сложного характера сигнала и развивающихся
усталостных трещин зависимость эту достаточно аппроксимировать
линейной убывающей зависимостью в виде
=,.(19)
где Q0 – добротность ДС эталонного (бездефектного) вала; b – коэффициент
пропорциональности; X – размер (длина или глубина) трещины.
Добротность ДС КВ с ростом трещин снижается. Размер же трещин
(длина, глубина) с ростом наработки в процессе эксплуатации возрастает по
экспоненциальной зависимости. С учётом предыдущей зависимости (19)
получим зависимость добротности колебательной системы КВ от наработки
= .(20)
Имея в виду, что зависимость является четырёхпараметрической, для
практических целей можно аппроксимировать полиномом второй степени,
параметры которого определим по методу наименьших квадратов на основе
экспериментальных данных.
= ,(21)
где все параметры с учётом знаков формулы (21) положительны.
Таким образом, обоснован параметр дефектовки КВ как добротность
колебательной системы и доказана экспоненциальная зависимость её от
наработки КВ.
В третьем разделе «Программа и методика проведения работы»
приводится общая методика проведения работы и программа исследования, а
также частные методики экспериментальных проверок.
Для исследований ВА колебаний КВ используется обоснованный
интегральный способ свободных колебаний, возбуждённых в объекте
импульсным (ударным) воздействием. ВА колебания в виде ИПФ
регистрируются измерителем шума и вибраций. В нём звуковые и
механическиеколебанияобъектовконтроляпреобразуютсяв
пропорциональные им электрические сигналы, которые затем усиливаются и
измеряются. Измеритель использует вибропреобразователи ДН-3-М1 и ДН-4-
М1, которые закрепляются на КВ.
Контролируемый КВ крепится к подвеске за передний фланец. К
заднему противовесу крепится на магните пьезодатчик. Рядом с КВ
устанавливается кронштейн с подвешенным на нити грузом, который
представляет собой шарик из стали ШХ-15. В месте крепления груза имеется
шкала в градусах для отслеживания силы удара шарика о поверхность КВ.
Измеритель шума и вибраций ВШ-003-М3 в данной системе
представляетсогласующееустройствомеждупьезодатчикоми
персональным компьютером (ПК). Он подключается с помощью разъёма
размером 3,5 дюйма к аудиокарте, служащей аналого-цифровым
преобразователем (АЦП). ПК со специализированным программным
обеспечением для записи виброакустических колебаний с КВ (рис. 7)
осуществляет это в файлы формата wav для последующей обработки.
Длину трещин определяли с использованием магнитного дефектоскопа
и мерной линейки с ценой деления 1 мм. Измерения выполняли на участке
дефектовки в лаборатории кафедры ОПБС ИнЭТС СГТУ имени Гагарина
Ю.А. и на участке дефектовки КВ завода «Ремдизель».
Рисунок 7 – Измерительный комплекс ВА дефектовки КВ
Анализ полученных записей виброакустических колебаний КВ
выполняет программное обеспечение, реализованное в MATLAB. Оно
обеспечивает как предварительную обработку, основанную на применении
быстрого преобразования Фурье и анализе гармонических составляющих
колебаний и основную составляющую, базирующуюся на аппроксимации
виброакустического сигнала для получения передаточной функции
динамической системы КВ и её АЧХ, по которой определяется добротность
ДС КВ.
Получение достоверных результатов экспериментального исследования
возможно не только за счёт программного обеспечения, но и путём
использования идентичности условий опытов, в частности массы бойка. Для
сопоставления состояния дефектовки конструктивно различных КВ
необходимо обосновать массу бойка.
Экспериментально определяли характеристики ВА сигнала при
различных массе и материала бойка. При этом использовали свинцовые
бойки массой 20, 32, 40, 60 г и стальных массой 7, 9, 17, 25, 52, 113 г. При
каждом опыте число испытаний было принято равным 25.
В соответствии с критерием Стьюдента, учитывающего вариацию
результатов измерения и заданную их точность (погрешность). Частично
результаты измерений при различных массах и материалах бойка приведены
в приложении. Сравнение ВА сигналов показало, что наиболее приемлем
боёк (шарик) из стали массой 20-25 г. В этом случае в ВА сигнале
наблюдается меньше высокочастотных составляющих. Кроме того, стальной
шарик в отличие от свинцового не подвержен пластической деформации.
Следующим условием импульсного воздействия на КВ является угол
отклонения бойка, который должен быть постоянным и рациональным при
всех экспериментах. Проведённые опыты при значениях угла отклонения от
10 до 60 градусов (по 25 измерений) показали, что с увеличением угла
отклонения груза в ИПФ появляются дополнительные искажающие
частотные составляющие. Для их снижения их воздействия угол отклонения
приняли равным 30 градусам.
Частично результаты измерений при различных углах отклонения
бойка приведены в приложении. Аналогично было определено место
установки вибродатчика на КВ. По форме ВА сигнала определили, что
рациональным местом является нижний противовес КВ.
Обработка виброакустического сигнала динамических систем показала
наличие в нём трёх составляющих: низкочастотных, среднечастотных и
высокочастотных относительно частоты собственных колебаний.
Далее программное обеспечение путём преобразования Фурье
установлены параметры экспоненциальной зависимости амплитуды сигнала
от времени. По времени кривая ограничивается временем релаксации
(достижения амплитуды заданного значения, чаще всего это 5 % от исходно
значения амплитуды)
Добротность динамической системы определяется по формуле
===,(22)
== ,(23)
где Т – период колебаний, обратно пропорционален частоте, то есть ω.
Из полученных выражений следует, что добротность колебательной
системы прямо пропорциональна времени релаксации τр при определённой
частоте колебаний. Время релаксации определяетсяпо импульсной
переходной функции с дисплея компьютера с использованием специальной
заставки (ограничителя).
Таким образом, исследована и разработана методика вычисления
добротности СД КВ и установлена её линейная связь с временем релаксации.
В четвёртом разделе «Анализ результатов экспериментального
исследования»определялиськоэффициентызависимости
виброакустических параметров в коленчатом вале от показателей уровня его
усталостного разрушения. Всего было обследовано 95 КВ, из которых 38
базовых, а остальные ЕВРО (без полости грязеуловителей в шатунных
шейках). В результате анализа были получены зависимости добротности ДС
КВ от параметров, характеризующих степень его усталостного разрушения,
которые приведены на рис. 8, 9, 10, 11.
Рисунок 8 – Зависимость добротностиРисунок 9 – Зависимость добротности
ДС КВ от количества трещин:ДС КВ от максимальной длины
1 – 8,
Из рис.9 видно,
ЕВРО;что с ростом количества
2 – базовыйтрещины:трещини длины
1 – ЕВРО;трещины
2 – базовый
добротность снижается нелинейно (параметр достоверности R2 у полинома
выше, чем у линейной зависимости в среднем на 7,5 %). Объяснить
увеличение темпов снижения добротности с ростом длины трещины можно
тем, что длина трещины не прямо пропорционально связана со степенью
усталостного разрушения.
Рисунок 10 – Зависимость добротности ДСРисунок 11 – Зависимость добротности ДС
КВ от глубины трещины:КВ от наработки: 1 – ЕВРО; 2 – базовый
1 – ЕВРО; 2 – базовый
Судя по параметрам, эта зависимость линейная, что подтверждает
обоснованную ранее зависимость в отношении глубины трещины, как
оценочного параметра степени усталостного разрушения. Поскольку в
реальной практике измерение глубины трещины затруднено, то можно при
принятии решения о годности КВ пользоваться длиной трещины.
К дефектовочным параметрам предъявляются такие же требования, как
и диагностическим: однозначности, чувствительности, стабильности и
информативности. Добротность ДС КВ, как дефектовочный параметр с
доверительной вероятностью не ниже 0,95 информативен и соответствует
остальным требованиям.
Судя по параметру достоверности сходимость опытных и расчётных
данных высокая (0,99-0,995). В процессе эксплуатации КВ добротность ДС
закономерно снижается в 2,5-2,8 раза (рис. 10, 11). Данные зависимости
целесообразно использовать при прогнозировании технического состояния
КВ в процессе эксплуатации и разработке нормативов.
Впятомразделе«Практическиерекомендациипо
виброакустической дефектовке коленчатого вала и технико-
экономическая эффективность исследования» определены предельные
значения добротности ДС КВ по технико-экономической методике по
экономическому критерию – минимуму суммарных удельных затрат на
предупреждение усталостного разрушения КВ и устранения последствий его
усталостной поломки.
С ростом наработки сокращается добротность ДС КВ, а, значит,
возрастает вероятность его поломки. Следовательно, удельные затраты на
устранение последствий поломки КВ без проведения дефектовки возрастают.
Их значения определяются с учётом вероятности достижения
предельной величины добротности ДС
=,(24)
где CР – удельные затраты на устранение поломки КВ; SР – абсолютные
затраты; P(Q) – вероятность достижения предельной величины добротности;
L – наработка КВ, тыс. км.
Удельные затраты на предупреждение поломки КВ за счёт роста
наработки сокращаются по гиперболической зависимости
C п = S п / L,(25)
где Sп – затраты на предупреждение поломки КВ (стоимость замены КВ,
сопутствующих разборочных и сборочных операций); L – наработка КВ, тыс.
км.
Сумма этих удельных затрат достигает минимума при предельном
значении добротности ДС КВ.
Для КВ базового двигателя
SР = 150 тыс. руб. (включает затраты на замену КВ, а также вероятные
замену блока цилиндров и других деталей двигателя).
Суммируя эти затраты (рис. 12, кривая 3) определяем их минимум и
предельное значение добротности ДС КВ. Для КВ базового двигателя
КАМАЗ-740 это значение составляет 9 при наработке 100 тыс. км (рис. 11).
По такой же методике определяем предельное значение добротности,
которое составляет 8 при наработке 100 тыс. км (SР = 210 тыс. руб.)
Рисунок 12 – Зависимость удельных затрат на ремонт КВ базового двигателя -1, на
предупреждение отказов – 2 и суммарных- 3 от наработки.
На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований
усовершенствован технологический процесс дефектовки КВ двигателей КАМАЗ-
740 и КАМАЗ-ЕВРО при их восстановлении. Основное отличие от сложившейся
технологии восстановления КВ состоит в применении разработанной ВА
дефектовки. Эта дефектовка выполняется по схеме, включающей блок,
которой вычисляет добротность ДС КВ. При не снижении добротности ДС
допустимого значения (превышении глубины трещины половины
ремонтного припуска), обычно принимаемого на 20 % выше предельного,
выполняется наплавка (Н) и дальнейший ремонт, включающий шлифование
шеек, правку чеканкой и полирование шеек. При не соблюдении этого
условия вал направляется в утиль.
Экономические расчёты стоимостиопераций разработанной
технологии ВА дефектовки и традиционной МП дефектовки по результатам
хронометража и с учётом расходов на материалы показали, что
относительное снижение удельных затрат из-за сокращения трудоёмкости
дефектовки по усталостным трещинам составляет 24%. Это значение
необходимо учитывать при экономической оценке эффективности
результатов исследования.
Кроме того необходимо учитывать, что ВА дефектовка позволяет
обнаружить внутренние трещины, которые не обнаруживает МП дефектовка.
Это снижает усталостные отказы КВ в послеремонтный период
эксплуатации. За счёт снижения затрат на обеспечение работоспособности
двигателей из-за сокращения трудоёмкости дефектовки КВ по усталостным
трещинам и потерь доходов автомобилей из-за снижения простоев в ремонте
годовой экономический эффект составляет 2240 рублей для базовых
двигателей и 3320 рублей для двигателей ЕВРО.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертации решен комплекс задач имеющих важное значение для
экономики сельскохозяйственной отрасли по повышению эффективности
использования ресурса коленчатых валов автотракторных двигателей. Это
позволяет снизить затраты на обеспечении их работоспособности на 24 %.
1. Один в числе наиболее дорогостоящих отказов двигателя это
закономерно развивающееся усталостное разрушение коленчатого вала (11%
отказов), и которое возможно обнаружить и прогнозировать с
использованием виброакустической дефектовки. Кинетику разрушения при
усталости задают движения и взаимодействия дислокаций и других дефектов
кристаллической решетки. Результатом анализа литературных данных можно
представить последовательность этапов схемы предела усталости:
дислокации – субмикро – микро – макротрещины – разрушение.
В процессе работы коленчатого вала, высокие циклические нагрузки,
несут шатунные шейки и щеки. Особенности разрушенной поверхности
коленчатого вала показывает на преобладающее действие изгибающих
моментов. Меньшее действие оказывает крутящий момент.
2. Из многообразия способов дефектовки коленчатого вала
предпочтение отдано виброакустическому. Он использует ударный импульс.
На этом основании разработан алгоритм действий по получению и обработке
виброакустичского сигнала на основе программного обеспечения. С
возрастанием количества циклов нагрузки в детали систематически
увеличивается вероятность разрушения и количество разрушенных
пластических элементов. Это ведёт и к преодолению предела текучести и
предела прочности. Ослабленное сечение детали и дальнейшем испытывает
хрупкое разрушение. При дальнейшей работе амплитуда фактических
напряжений в несущих элементах детали возрастает – это вызовет
экспоненциальную зависимость глубины трещины от количества нагружений
и наработки, что позволяет прогнозировать наработку до разрушения.
3. Теоретически доказана актуальность применения виброакустической
дефектовки для выявления трещин в КВ путём воздействия на него ударного
импульса. Разработаны математические модели ДС КВ с дефектом
(трещиной) и без дефекта. Они необходимы для построения амплитудно-
частотной характеристики, которая определяет его добротность, как
критерий степени разрушения (16). Установлен алгоритм определения
дефектов в структуре КВ на основе распознавания импульсной переходной
функции, по которой вычисляется добротность ДС КВ. Доказана линейная
связь добротности и времени релаксации (23).
4. Установлено, что зависимость добротности ДС КВ от глубины
трещины как оценочного показателя усталостного разрушения линейная (19).
На этом основании принимается решения о годности КВ. Сходимость
экспериментальных данных и обоснованной зависимости добротности ДС
КВ от наработки (21) высокая (R2=0,99). В процессе эксплуатации
добротность ДС КВ закономерно снижается в 2,5-2,8 раза (рис. 10, 11).
Полученные зависимости полезно использовать для прогнозирования
технического состояния КВ в процессе использования и разработке
предельных значений добротности его сигнала при восстановлении.
Предельная (нормативная) величина добротности ДС коленчатого вала
базового двигателя составляет 9, а коленчатого вала двигателя ЕВРО – 8.
5. Сокращение трудоёмкости дефектовки по параметрам усталостных
трещин приводит к снижению удельных затрат на 24%, что составляет 0,029
руб./км для базового двигателя и 0,048 руб./км. для двигателей ЕВРО.
Разработан технологический процесс ВА дефектовки при восстановлении
коленчатых валов двигателей КАМАЗ-740 и КАМАЗ-ЕВРО. Годовой
экономический эффект от внедрения ВА дефектовки составляет 2240 рублей
для базовых двигателей и 3320 рублей для двигателей ЕВРО.
Рекомендации производству
Проведённые исследования позволяют рекомендовать ремонтному
производству по автотракторным двигателям внедрение технологического
процессавиброакустическойдефектовкиколенчатыхвалов с
разработанными нормативами.
Перспективы дальнейшей разработки темы
В дальнейшем целесообразно разработать алгоритм и технологию без
разборной диагностики коленчатого вала виброакустическим способом
непосредственно на двигателе. Это целесообразно включить в учебный
процесс при подготовке специалистов ремонтного производства.
Актуальность темы исследования.
В структуре себестоимости сельскохозяйственной продукции затраты
на транспортные процессы приходится 10-12%, от общих издержек.
Основная доля расходов приходится на перевозки с использованием
автомобильного транспорта. В напряженные периоды сельскохозяйственных
работ в агропромышленном комплексе используются до 35% всего
подвижного состава автомобильного транспорта. Значительная часть, из
которых составляют автомобили КАМАЗ различных модификаций.
Значительная часть себестоимости (до12-15%) автомобильных перевозок
приходится на ТО и ремонт. Это приводит к тому, что к концу срока службы
автомобиля затраты на его работоспособность в несколько раз превышают
затраты на его изготовление.
Силовые агрегаты, созданные на базе двигателей КАМАЗ
используются в стационарных силовых установках, на различных видах
сельскохозяйственной техники, таких как тракторы, комбайны, что также
увеличивают долю затрат на ТО и их ремонт.
Значительные затраты приходятся на обеспечение надежности работы
агрегатов автомобилей. Анализ показателей надёжности автомобилей
КАМАЗ [64] показал, что отказы силового агрегата составляют 32-37%, из
них на двигатели приходится 25-30%.
В процессе эксплуатации простои автомобилей, вызванных отказами,
приходятся в основном на двигатели, а также на коленчатый вал.
Мероприятия, направленные на повышение надёжности, проведённые
Публичным акционерным обществом (ПАО) «КАМАЗ» не позволили
устранить отказы двигателей КАМАЗ в результате и из-за усталостных
разрушений коленчатого вала.
При проведении текущего и особенно капитального ремонта двигателей
важное место занимает дефектовка основных деталей. От её эффективности
во многом зависят стоимость и вторичный ресурс двигателей. При выборе
способа дефектовки следует учитывать его достоверность, сложность,
квалификацию дефектовщиков, стоимость. В настоящее время наибольшее
распространение на ремонтных предприятиях получил магнитно-
порошковый способ, который не лишён ряда недостатков (требуется высокая
квалификация дефектовщиков, не обнаруживает внутренние дефекты,
высокая трудоёмкость и стоимость).
Всё большее распространение получают способы дефектовки,
основанные на компьютерном распознавании (идентефикации) дефектов
деталей, позволяющем повысить достоверность операции и сократить её
трудоёмкость. Поэтому исследование процессов развития и обнаружения
усталостных разрушений коленчатых валов двигателя КАМАЗ безусловно,
актуально. Актуальность данной работы подтверждена основными научными
направлениями СГТУ имени Гагарина Ю.А: проект 13В.01. Формирование
основ обеспечения работоспособности автотранспортных средств.
Долговечность коленчатого вала, как одной из дорогостоящих деталей
двигателя, определяется интенсивностью изнашивания и усталостного
разрушения. Несмотря на большое количество работ, посвященных этим
процессам [9, 14, 24, 25 – 29, 35, 39 – 41, 46, 63, 66, 69, 76, 82, 91 – 93, 96, 97,
101, 107, 115,118, 119], проблема повышения надежности коленчатого вала
двигателя полностью не решена до настоящего времени.
Эксплуатация двигателей совершенствуется за счёт выполнения
требований завода-изготовителя. Эти требования касаются организации
технического обслуживания, используемых масел, изоляция двигателя от
внешней среды. В тоже время это не исключило отказы из-за усталостных
разрушений коленчатого вала. В особенности это касается форсированных
двигателей КАМАЗ.
Степень разработанности темы исследования.
Исследование и установление закономерностей изменения
технического состояния коленчатых валов при работе двигателей
рассмотрены в трудах таких учёных, как Ф.Н. Авдонькина, А.Р. Асояна, В.Н.
Баскова, Р.К. Галива, А.А. Гафиятуллина, М.А.Григорьева, И.Б. Гурвича,
В.А. Долецкого, И.К. Данилова, А.С. Денисова, И.Е. Дюмина, В.В. Ефремова,
В.И. Казарцева, Р.Ф. Калимуллина, К.Т. Кошкина, Е.С. Кузнецова, А.Т.
Кулакова, А.Г. Липкинда, В.С. Лукинского, В.П. Лялякина, М.А. Масино,
В.М. Михлина, И.А. Мишина, В.А. Наливкина, В.Н. Никишина, Н.И.
Светличного, А.Г. Степанова, А.М. Шейнина, В.А. Шадричева, Н.Н. Якунина
и других. Опираясь на их труды, были получены зависимости показателей
изнашивания и изменения геометрической формы шеек коленчатого вала от
наработки двигателя. При этом недостаточно исследованы усталостные
разрушения коленчатых валов и способы их обнаружения.
Большая частота таких дефектов, в приведённых многочисленных
работах вышеназванных авторов, посвящённых причинам возникновения
отказов, подтверждает недостаточность исследований физической сущности
развития усталостных разрушений, а также методов их обнаружения. В этих
работах не в полной мере отражены результаты исследований по влиянию
конструктивных, технологических, эксплуатационных факторов, а также
режимов работы двигателя на механизмы развития отказов [65]. Нет также
данных по методам обнаружения и способов устранения усталостных
трещин.
В связи с этим весьма актуальными являются исследования,
направленные на выявление закономерностей развития усталостных
разрушений коленчатого вала двигателя, а также разработки способов их
обнаружения при ремонте двигателя.
В настоящей работе на основе исследований усталостного разрушения
коленчатого вала в процессе эксплуатации решается задача разработки
способов обнаружения усталостных трещин, разработана технология
восстановления коленчатого вала с использованием дефектовки
виброакустическим (ВА) способом. Исследования выполнены на примере
коленчатого вала двигателей КАМАЗ.
Цель исследования: разработать алгоритм дефектовки коленчатых
валов виброакустическим способом применительно к технологии их
восстановления.
Задачи исследования:
1. Провести анализ основных этапов возникновения и роста
усталостных трещин коленчатого вала в процессе работы и способов их
обнаружения.
2. Обосновать основные численные параметры виброакустического
сигнала и их связь с параметрами трещин, наработкой коленчатого вала и их
предельные значения.
3. Исследовать закономерности и разработать методику определения
степени разрушений КВ от величины усталостных напряжений при
эксплуатации с использованием ВА способа.
4. Усовершенствовать процесс дефектовки коленчатого вала при
восстановлении с использованием виброакустического способа.
5. Дать технико-экономическую оценку результатов исследования
Научная новизна
1. Математическая модель связи степени усталостных разрушений
коленчатого вала с параметрами виброакустического сигнала,
подтверждающая закономерности повышения его ресурсных показателей.
2. Алгоритм процесса дефектовки коленчатого вала методом
импульсном воздействия.
Теоретическая и практическая значимость работы:
Исследован и обоснован способ обнаружения усталостных трещин
коленчатого вала, основные параметры виброакустического сигнала и их
связь с параметрами трещин, получена зависимость параметров
виброакустического сигнала от наработки коленчатого вала и их предельные
значения, усовершенствована операция дефектовки при восстановлении
коленчатого вала с использованием виброакустического способа,
позволяющая значительно повысить его долговечность и
ремонтопригодность. Это позволило снизить на 24% удельные затраты на
один автомобиль по усталостному разрушению коленчатого вала.
Методология и методы исследования. Теоретические исследования
выполнены на основе законов механики разрушения, основных положений
сопротивления материалов, материаловедения, теории колебаний.
Экспериментальные исследования выполнены с использованием
современных методик и соответствующего оборудования (измеритель шума
и вибраций ВШ-003-М3, программных средств MATLAB, Excel, Statistica 6).
Положения, выносимые на защиту.
1. Математическая модель связи параметров усталостных разрушений
коленчатого вала с добротностью ВА сигнала (вероятностного характера).
2. Предельные значения добротности ВА сигнала.
3. Варианты технологий восстановления коленчатого вала при
использовании виброакустической дефектовки.
Объект исследования: алгоритм восстановления коленчатого вала с
использованием виброакустической дефектовки.
Предмет исследования: изменение параметров виброакустического
сигнала с ростом усталостной трещины коленчатого вала.
Достоверность и апробация результатов. Достоверность полученных
результатов подтверждается проведением измерений достаточной выборки
сертифицированного оборудования и подтверждается сходимостью
аналитических результатов с экспериментальными данными. Это позволило
обеспечить обоснованность и доказательность принятых подходов и
полученных результатов.
Реализация результатов работы: Предложенные разработки
внедрены в АО «Межгородтранс» и ООО «Газпром трансгаз Саратов»
прошли опытную проверку при ремонте двигателей. Результаты
исследований используются при чтении лекций и научной работе ФГБОУ ВО
«Саратовский государственный технический университет имени Гагарина
Ю.А.».
Апробация результатов работы. Материалы диссертационной работы
многократно представлялись на научно-технических конференциях:
– Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И.
Вавилова, Межгосударственный постоянно действующий научно-
технический семинар (Саратов 2013 – 2017г.);
– Саратовский государственный технический университет имени
Гагарина Ю.А., ежегодные научно-технические конференции (Саратов 2013
– 2018 г.);
– Международные научно-технические конференции. Московский
автомобильно-дорожный государственный технический университет
(МАДИ) – (Москва 2016, 2017, 2018 г.);
– Международные научно-технические конференции Орловского
государственного университета имени И.С Тургенева (Орёл 2017, 2018 г.).
По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе две
статьи в рецензируемых научных изданиях по перечню ВАК и одна в
научном издании, включённом в базы Web of Science и Scopus., 1
монография. Общий объем публикаций составляет 9,35 п. л., из которых 4,5
п. л. принадлежат лично соискателю.
В диссертации решен комплекс вопросов важный для экономики
сельскохозяйственной отрасли по повышению долговечности и
ремонтопригодности коленчатых валов автотракторных двигателей,
позволяющий снизить затраты на их работоспособность на 24 %.
1. Один в числе наиболее дорогостоящих отказов двигателя это
развивающееся закономерно усталостное разрушение коленчатого вала (11%
отказов), и которое возможно обнаружить и прогнозировать с
использованием виброакустической дефектовки. Кинетику разрушения при
усталости задают движения и взаимодействия дислокаций и других дефектов
кристаллической решетки. Результатом анализа литературных данных можно
представить последовательность этапов схемы предела усталости:
дислокации – субмикро – микро – макротрещины – разрушение.
В процессе работы коленчатого вала, высокие циклические нагрузки,
несут шатунные шейки и щеки. Особенности разрушенной поверхности
коленчатого вала показывает на преобладающее действие изгибающих
моментов (75-80%). Меньшее действие оказывает крутящий момент (20-25
%).
2. Из многообразия способов дефектовки коленчатого вала
предпочтение можно отдать виброакустическому методу, в котором
используется ударный импульс. Это требует составления алгоритма действий
по получению и обработке виброакустического сигнала на основе
программного обеспечения. С возрастанием количества циклов нагрузки в
детали систематически увеличивает вероятность разрушения и количество
разрушенных пластических элементов. Это ведёт и к преодолению предела
текучести и предела прочности. Ослабленное сечение детали испытывает
хрупкое разрушение. При дальнейшей работе амплитуда фактических
напряжений в несущих элементах детали экспоненциально возрастает. Это
приводит к экспоненциальной аналитической зависимости глубины трещины
от количества нагружений и наработки, что позволяет прогнозировать
наработку до разрушения.
3. Доказана важность применения виброакустической дефектовки для
выявления трещин в КВ при воздействии на него ударного импульса.
Разработаны математические модели ДС КВ с дефектом (трещиной) и без
дефекта. Они используются для построения амплитудно-частотной
характеристики, которая определяет его добротность, как критерий степени
разрушения. Выработан алгоритм определения дефектов в структуре КВ на
основе распознавания импульсной переходной функции, по которой
вычисляется добротность. Доказана линейная связь добротности и времени
релаксации
4. Зависимость добротности от глубины трещины как оценочного
показателя уровня усталостного разрушения линейная. На практике при
принятии решения о годности КВ целесообразно пользоваться длиной
трещины. Сходимость экспериментальных данных и обоснованной
зависимости добротности КВ от наработки высокая (R2=0,99). В процессе
эксплуатации КВ добротность закономерно снижается в 2,5-2,8 раза.
Полученные зависимости полезно использовать для предсказания
технического состояния КВ в процессе использования и разработке
предельных значений его добротности при восстановлении. Предельная
(нормативная) величина добротности ДС коленчатого вала базового
двигателя составляет 9, а коленчатого вала двигателя ЕВРО – 8.
5. Сокращения трудоёмкости дефектовки по усталостным трещинам
приводит к снижению удельных затрат. В относительном выражении это
24%, в денежном измерении 0,029 руб./км для базового двигателя и
соответственно 0,048 руб./км. для двигателей ЕВРО. Улучшен разработанный
технологический процесс восстановления коленчатых валов двигателей КАМАЗ-
740 и КАМАЗ-ЕВРО. Модернизация проведена при дефектовке КВ по
усталостным трещинам по предложенному алгоритму и технологии
виброакустической дефектовки. Доля себестоимости восстановления КВ при
использовании модернизированного технологического процесса
виброакустической дефектовки составляет не более 11 % от нового КВ. Это
даёт вторичный ресурс вала не менее 80 %. В целом это даёт годовой
экономический эффект 2240 рублей для базовых двигателей и 3320 рублей
для двигателей ЕВРО.
Рекомендации производству и перспективы дальнейшей разработки
Проведённые исследования позволяют рекомендовать ремонтному
производству по автотракторным двигателям внедрение технологического
процесса виброакустической дефектовки коленчатых валов с
разработанными нормативами.
В дальнейшем целесообразно разработать алгоритм и технологию без –
разборной диагностики коленчатого вала виброакустическим способом
непосредственно на двигателе. Эти научные исследования полезно включить
в учебный процесс при подготовке специалистов ремонтного производства.
1. Авдонькин Ф.Н. Теоретические основы технической эксплуатации
автомобилей / Ф.Н. Авдонькин. – М.: Транспорт, 1985. – 215 с.
2. Авдонькин Ф.Н. Текущий ремонт автомобилей / Ф.Н. Авдонькин. –
М.: Транспорт, 1978. – 269 с.
3. Авдонькин Ф.Н. Оптимизация изменения технического состояния
автомобиля / Ф.Н. Авдонькин. – М.: Транспорт, 1993. – 352 с.
4. Автомобили КамАЗ. Техническое описание и инструкция по
эксплуатации. – М.: Машиностроение, 1990. – 447 с.
5. Алёшин Н.П. Методы акустического контроля металлов / Н.П.
Алёшин, В.Е. Белый, А.Х. Вопилкин. М.: Машиностроение, 1989. 456 с.
6. Антропов Б.С. Обеспечение работоспособности подшипников
коленчатого вала автомобильных дизелей / Б.С. Антропов, Е.П. Слабов, А.А.
Крайнов, С.Г. Шкорин // Двигателестроение, – 2004. – № 3. – С. 29-32.
7. Аршинов В.Д. Ремонт двигателей ЯМЗ / В.Д. Аршинов, В.К. Зорин,
Г.И. Созинов. – М.: Транспорт, 1978. – 310 с.
8. Баженов С.П. Основы эксплуатации и ремонта автомобилей и
тракторов / С.П. Баженов, Б.Н. Казьмин, С.В. Носов. – М.: Издательский
центр «Академия», 2007. – 336 с.
9. БарунВ.Н.Причиныиустранениеслучаевзадираи
проворачивания вкладышей подшипников коленчатого вала автомобильного
дизеля КамАЗ В.Н. Барун, М.А. Григорьев и др. // Двигателестроение – 1983.
– №4. – С. 3-5.
10. Басков В.Н. Эксплуатационные факторы и надежность автомобиля /
В.Н. Басков, А.С. Денисов. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2003. – 269 с.
11. Балицкий Ф.Я. Современные методы и средства вибрационной
диагностики машин и конструкций / Ф.Я. Балицкий, М.Д. Генкин, М.А.
Иванов, А.Г. Соколова, Е.М. Хомяков. М.: Международный центр научной и
технической информации, 1990.
12. Бидерман В.Л. Прикладная теория механических колебаний / В.Л.
Бидерман – М.: Высшая школа, 1972. – 416 с.
13. Буравцев С.К. Повышение надежности шатунных подшипников
коленчатыхваловдвигателей/С.К.Буравцев,Б.К.Буравцев//
Двигателестроение. – 1983. – № 3. – С. 3-7.
14. Быков В.Г. Причины необратимых формоизменений тонкостенных
вкладышейипутиповышениянадежностиподшипников
высоконагруженных дизелей / В.Г. Быков, М.А. Салтыков, М.Н Горбунов //
Двигателестроение. – 1980. – № 6. – С. 34-37.
15. Вайнберг Дж. Статистика / Дж. Вайнберг, Дж. Шумекер. – М.:
Статистика, 1979. – 389 с.
16. ВознесенскийВ.А.Планированиеэкспериментавтехнико-
экономических исследованиях / В.А. Вознесенский. – М. Финансы и
статистика, 1981. – 263 с.
17. Волков Г.М. Материаловедение: учебник для студ. высш. учеб.
заведений / Г.М. Волков, В.М. Зуев. // М.: Издательский центр «Академия»,
2008. – 400 с.
18. Воскресенский В.А. Расчет и проектирование опор скольжения
(жидкостная смазка): справочник / В.А Воскресенский, В.И. Дьяков. – М.:
Машиностроение, 1980. – 224 с.
19. Гаркунов Д.Н. Триботехника: Учебник для вузов. / Д.Н. Гаркунов.
2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 224с.
20. Гельман Л.М. Виброакустический метод свободных колебаний для
неразрушающего контроля трещин / Л.М. Гельман, С.В. Горпинич//
Акустичний вiсник – 1999. – Том 2, №4. С.3-22.
21. Генкин М.Д. Акустическая диагностика машин и конструкций /
М.Д. Генкин – М.: Наука, 1973, 112 с.
22. Генкин М.Д. Виброакустическая диагностика машин и механизмов
/ М.Д. Генкин, А.Г. Соколова. М.: Машиностроение, 1987, 228 с.
23. Герасимов С.А. Структура и износостойкость азотированных
конструкционных сталей и сплавов / С.А. Герасимов, Л.И. Куксенова, В.Г.
Лаптева. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. – 518, [2] с.: ил.
24. Горохов В.А. Ремонт и восстановление коленчатых валов / В.А.
Горохов, П.А. Руденко. – М.: Колос, 1978. – 159 с.
25. Григорьев М.А. Износ и долговечность автомобильных двигателей
/ М.А. Григорьев, Н.Н. Пономарев. – М.: Машиностроение, 1976. – 248 с.
26. Григорьев М.А. Очистка масла в двигателях внутреннего сгорания /
М.А. Григорьев. – М.: Машиностроение, 1983. – 148 с.
27. Григорьев М.А. Обеспечение надежности двигателей / М.А.
Григорьев, В.А. Долецкий. – М.: Изд-во стандартов, 1978. – 324 с.
28. Гурвич И.Б. Долговечность автомобильных двигателей / И.Б.
Гурвич. – М.: Машиностроение, 1967. – 103 с.
29. ГурвичИ.Б.Эксплуатационнаянадежностьавтомобильных
двигателей / И.Б. Гурвич, П.Э. Сыркин, В.И. Чумак. – М.: Транспорт, 1994. –
144с.
30. Дажин В. Проблемы ремонта двигателей КамАЗ / В. Дажин, Г.
Таруленков, В. Лукашевич // Автомобильный транспорт. – 1987. – № 10. – С.
49-51.
31. Дажин В.Г. Методы оценки надежности восстановленных деталей /
В.Г. Дажин // Вестник машиностроения. – 1976. – № 6. – С. 11-14.
32. ДаниловИ.К.Моделированиеиоптимизацияструктуры
эксплуатационно- ремонтного цикла ДВС / И.К. Данилов. – Саратов: Сарат.
гос. техн. ун-т, 2004. – 110 с.
33. Денисов А.С., Видинеев А.А., Верхутов А.А., Юдин В.М. Алгоритм
дефектовки коленчатого вала при ремонте / Научное обозрение, 2015. № 23.
С. 130-132.
34. Денисов А.С., Верхутов А.А., Видинеев А.А., Юдин В.М. Оценка
изменения несущей способности коленчатого вала в процессе усталостного
разрушения // Повышение надёжности и безоопасности транспортных
сооружений и коммуникаций. Сборник трудов 1-й международной научно-
практической конференции 18 – 19 ноября 2015 г. Саратов, СГТУ имени
Гагарина Ю.А. Том 2. С. 280-284.
35. Денисов А.С. Анализ причин эксплуатационных разрушений
шатунных вкладышей двигателей КамАЗ-740 / А.С. Денисов, А.Т. Кулаков //
Двигателестроение. – 1981. – №9. – С. 37-40.
36. Денисов А.С. Анализ эксплуатационных режимов двигателей
КамАЗ-740 / А.С. Денисов, В.Н. Басков // Двигателестроение. 1982, № 6. – С.
41-43.
37. Денисов А.С. Корректирование ресурса двигателей в зависимости
от сочетания эксплуатационных факторов / А.С. Денисов, В.Н. Басков //
Двигателестроение. – 1984. – № 9. – С. 30-33.
38. ДенисовА.С.,АсоянА.Р.,РодионовЮ.В.Обеспечение
работоспособностиавтомобильныхдвигателейсовершенствованием
восстановительных технологий. Пенза: ПГУАС, 2015.- 218 с.
39. Денисов А.С. Изменение условий смазки шатунных подшипников в
процессе эксплуатации автомобильного дизеля / А.С. Денисов, А.Т. Кулаков
// Двигателестроение. – 1986. – №4. – С. 44-46.
40. Денисов А.С. Основы формирования эксплуатационно-ремонтного
цикла автомобилей / А.С. Денисов. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 1999. –
352с.
41. Денисов А.С. Обеспечение надёжности автотракторных двигателей
/ А.С. Денисов, А.Т. Кулаков. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2007. – 422 с.
42. Денисов А.С. Теоретический анализ изменения напряженно-
деформированного состояния коленчатого вала в процессе эксплуатации /
А.С. Денисов, А.Т. Кулаков, Б.Ф. Тугушев, Е.Ю. Горшенина, А.А. Видинеев
// Ремонт, восстановление, модернизация. – 2010. – № 9. – С. 47-51.
43. Денисов А.С. Основы методики инженерного эксперимента.
Учебное пособие / А.С. Денисов, В.Н. Басков. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т,
2012. – 84 с.
44. ДобрынинС.А.Методавтоматизированногоисследования
вибрации машин / С.А. Добрынин, М.С. Фельдман, Г.И. Фирсов. М.:
Машиностроение, 1987. – 224 с.
45. Долецкий В.А. Комплексная система управления качеством на ЯМЗ
/ В.А. Долецкий // Стандарты и качество. – 1973. – №1. – С. 36-41.
46. Доценко Н.И. Восстановление коленчатых валов автоматической
наплавкой / Н.И. Доценко. – М.: Транспорт, 1965. – 67 с.
47. Дроздов Ю.Н. Прикладная трибология (трение, износ, смазка) /
Ю.Н. Дроздов, Е.Г. Юдин, А.И. Белов // Под ред. Ю.Н. Дроздова. – М.: «Эко-
Пресс», 2010. -:04с.
48. Дюмин И.Е. Ресурс автомобильных двигателей и повышение
эффективности его использования / И.Е. Дюмин // Автомобильный
транспорт. – 1983. – № 2. – С. 34-37.
49. Ермолов Л.С. Основы надежности сельскохозяйственной техники /
Л.С. Ермолов, В.М. Кряжков, В.Е. Черкун. – М: Колос, 1982. – 271 с.
50. Ждановский Н.С. Надежность и долговечность автотракторных
двигателей / Н.С. Ждановский, А.В. Николаенко. – Л.: Колос, 1981. – 295 с.
51. Зеленцов В.В. Основы технологии производства и ремонта
автомобилей: учебное пособие, часть 5. Н. Новгород: НГТУ., 2009. – 112 с.
52. Игнатьев А.А. Стохастические методы идентефикации в динамике
станков / А.А. Игнатьев, В.А. Каракозова, С.А. Игнатьев. – Саратов: СГТУ,
2013.- 124 с.
53. Игнатьев А.А., Мотков А.Г., Захарченко М.Ю. Автоматизация
выявления дефектов колец подшипников виброакустическим методом при
импульсном воздействии / А.А. Игнатьев, А.Г. Мотков, М.Ю. Захарченко.
Саратов: СГТУ, 2016.- 108 с.
54. КлюевВ.В./Неразрушающийконтрольидиагностика.
Справочник./В.В.Клюев,Ф.Р.Соснин,А.В.Ковалёв.–М.:
Машиностроение, 2003. – 657 с.
55. Колосов Р.Е. Оптимальные сроки замены вкладышей коленчатого
вала и поршневых колец двигателей ЯМЗ / Р.Е. Колосов, А.С. Денисов //
Автомобильная промышленность. – 1978. – № 3. – С. 5-7.
56. Костецкий Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин / Б.И.
Костецкий. – Киев: Машгиз, 1959. – 478 с.
57. Костецкий Б.И. Надежность и долговечность машин / Б.И.
Костецкий, И.Г. Носовский, Л.И. Бершадский, А.К. Караулов. – Киев: Техника,
1975. – 408 с.
58. Крагельский И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. – М.:
Машиностроение, 1968. – 482 с.
59. Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В.
Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов – М.: Машиностроение, 1977. – 526 с.
60. Кузнецов Е.С. Управление технической эксплуатацией автомобилей
/ Е.С. Кузнецов. – М.: Транспорт, 1990. – 272 с.
61. Кузьмин Н.А., Борисов Г.В. Научные основы процессов изменения
технического состояния автомобилей. / Н.А. Кузьмин, Г.В. Борисов. – Н.
Новгород: НГТУ., 2012. – 270 с
62. Кузьмин, Н.А. Процессы и закономерности изменения технического
состояния автомобилей в эксплуатации: учеб. пособие / Н.А. Кузьмин. – Н.
Новгород: НГТУ., 2002. – 142 с.
63. КулаковА.Т.,ДенисовА.С.,МакушинА.А.Особенности
эксплуатации, обслуживания и ремонта силовых агрегатов грузовых
автомобилей. Учебное пособие. М.: Инфра-Инженерия, 2013. – 432 с.
64. Лахтин Ю. М. Материаловедение. / Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П.
// Учебник для высших учебных заведений. – 3-е изд. Перераб. и доп. – М.:
Машиностроение, 1990. -528 с.
65. Липкинд А.Г. Ремонт автомобиля ЗИЛ-130 / А.Г. Липкинд, П.И.
Гринберг, А.И. Ильин. М.: Транспорт, 1978. 360 с.
66. Лукинский B.C. Надежность автомобильных двигателей КамАЗ в
рядовой эксплуатации / B.C. Лукинский, В.Ю. Новодворский, B.C. Соколов //
Двигателестроение. – 1983. – №11. – С. 34-36.
67. Лукинский B.C. Модели и алгоритмы управления обслуживанием и
ремонтом автотранспортных средств / B.C. Лукинский, Е.И. Зайцев, В.И.
Бережной. – СПб: Пб ГИЭА, 1997. – 95 с.
68. Макушин А.А. Исследование условий работы подшипников
коленчатого вала двигателя / А.А. Макушин, А.Т. Кулаков, А.С. Денисов //
Ремонт, восстановление, модернизация. – 2010. – № 3. – С. 36-42
69. . Масино М.А. Организация восстановления автомобильных
деталей М.А. Масино. М.: Транспорт, 1981. 176 с.
70. Меламедов И.М. Физические основы надежности (Введение в
физику отказов) / И.М. Меламедов. – Л.: Энергия, 1970. – 152 с.
71. Мирошников Л.В. Диагностирование технического состояния
автомобилей на автотранспортных предприятиях / Л.В. Мирошников, А.П.
Болдин, В.И. Пал. – М.: Транспорт, 1977. – 263 с.
72. Михлин В.М. Управление надежностью сельскохозяйственной
техники / В.М. Михлин. – М.: Колос, 1984. – 335 с.
73. Мишин И.А. Долговечность двигателей / И.А. Мишин. – Л.:
Машиностроение, 1976. – 280с.
74. Морозов А.Х. Техническая диагностика в сельском хозяйстве / А.Х.
Морозов. – М.: Колос, 1979. – 207 с.
75. Никитин Д.А. Повышение ресурса дизелей совершенствованием
узлов уплотнения при изготовлении и ремонте. Автореферат дисс. Докт.
Техн. наук, Саратов , 2013, 39 с.
76. НикишинВ.Н.Обеспечениекачестваколенчатоговала
автомобильного дизеля / В.Н. Никишин, А.Т. Кулаков, А.С. Денисов, А.А.
Видинеев//ВестникСаратовскогогосударственноготехнического
университета, 2006. – № 4. – С. 69-76.
77. Николаенко А.В. Повышение эффективности и использования
тракторных дизелей в сельском хозяйстве / А.В. Николаенко, В.Н. Хватов. –
Л.: Агропромиздат, 1986. – 191 с.
78. Орлов П.И. Основы конструирования. Том I / П.И. Орлов. – М.:
Машиностроение, 1977. – 618 с.
79. Орлов П.И. Основы конструирования. Том 2/ П.И. Орлов. – М.:
Машиностроение, 1977. – 573 с.
80. Основы трибологии (трение, износ, смазка) /Под ред. А.В.
Чичинадзе: Учебник для технических вузов. – М.: Центр “Наука и техника”,
1995. – 778 с.
81. Пенкин Н.С. Основы трибологии и триботехники. / Н.С. Пенкин,
А.Н. Пенкин, В.М. Сербин//Учебное пособие – М: Машиностроение. 2008. –
206 с.
82. Повышение надежности дизелей ЯМЗ и автомобилей КрАЗ / Под
ред. Н.С. Ханина. – М: Машиностроение, 1974. – 288 с.
83. Попык К.Г. Автомобильные и тракторные двигатели / К.Г. Попык,
К.И. Сидорин, А.В. Костров. – М: Высшая школа, 1976. – 280 с.
84. Проников А.С. Надежность машин / А.С. Проников. – М.:
Машиностроение, 1978. – 592 с.
85. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки
наблюдений / Е.И. Пустыльник. – М.: Наука, 1968. – 288 с.
86. Румянцев С.И. Ремонт автомобилей. Изд. 2-е, перераб. и доп. / Под
ред. С.И. Румянцева. – М.: Транспорт, 1986. – 326 с.
87. Руководства по эксплуатации, техническому обслуживанию и
ремонту. Двигатели КамАЗ: 740.11-240, 740.13-260, 740.14-300, 740.30-260,
740.50-360, 740.57-320, 740.50-3901001КД. – Набережные Челны: ОАО
«КамАЗ», 2002. – 247с.
88. Руководствопоремонтуитехническомуобслуживанию
автомобилей КамАЗ. – М.: РусьАвтокнига, 2001. – 288 с.
89. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и
ремонту двигателей КамАЗ 740.30-260 и 740.31-240. – Набережные Челны:
ОАО «КамАЗ». 2004. – 138 с.
90. РумшисскийЛ.З.Математическаяобработкарезультатов
эксперимента/ Л.З. Румшисский. – М.: Наука, 1971. – 192 с.
91. Сомов В.А. Повышение моторесурса и экономичности дизелей /
В.А. Сомов – Л.: Машиностроение, 1967. – 194 с.
92. Степанов А.Г. Технологии и средства повышения долговечности
коленчатыхваловдвигателейвнутреннегосгоранияоптимальным
использованием ремонтного припуска. Дис. д-ра техн. наук, М., 2003. 394 с.
93. Сыркин П.Э. Условия подвода смазки и повышение надежности
шатунных подшипников двигателей / П.Э. Сыркин, Б.Д. Нурмухамедов, А.А.
Кузьмин // Автомобильная промышленность. – 1976. – № 8. – С. 7-9.
94. Тартаковский И.Б. Капитальный ремонт быстроходных дизелей /
И.Б. Тартаковский, H.П. Волошкин, В.Я. Попов. – М.: Машиностроение,
1971. – 480с.
95. Техническая эксплуатация автомобилей / Под ред. Е.С. Кузнецова. –
М.: Транспорт, 1991. – 413 с.
96. Титунин Б.А. Ремонт автомобилей КамАЗ / Б.А. Титунин, М.Г.
Старостин, В.М. Мушниченко. – Л.: Агропромиздат, 1987. – 288 с.
97. Увеличение ресурса машин технологическими методами. – М.:
Машиностроение, 1978. – 216 с.
98. Федотов А.И. Диагностика автомобиля. Учебник для вузов.
Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012.-468 с.
99. ФедотовА.И.,БойкоА.В.Математическоемоделирование
процессов функционирования автомобилей: учебное пособие Иркутск: Изд-
во ИрГТУ, 2012.-114 с.
100. Черепанов С.С. Техническое обслуживание и ремонт машин в
сельском хозяйстве / С.С. Черепанов. – М.: Колос, 1978. – 288 с.
101. Чернышов Г.Д., Созинов Г.И., Кротов В.М., Бесчастнов В.А.
«Ремонт двигателей ЯМЗ», Москва, Транспорт, 1974, с. 21-30).
102. Чихос Х. Системный анализ в трибонике / Х. Чихос. – М.: Мир,
1982. – 351 с.
103. Чичинадзе А.В. Расчет, испытание и подбор фрикционных пар /
А.В. Чичинадзе, Э.Д. Браун, А.Г. Гинзбург. – М.: Наука, 1979. – 268 с.
104. Шадричев В.А. Основы технологии автостроения и ремонт
автомобилей / В.А. Шадричев. – Л.: Машиностроение, 1976. – 560 с.
105. Шибаков И.Г., Галиев Р.К., Хабибуллин Р.Г., Кулаков А.Т.,
ДенисовА.С.,ГафиятуллинА.А.Способремонтаупрочнённых
азотированием шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания.
Патент на изобретение № 2487002. Зарегистрирован в Госреестре 03.10.2013
106. Эксплуатационная надежность сельскохозяйственных машин /
Под ред. В.Д. Аниловича. – Минск: Ураджая, 1974. – 263 с.
107. Якунин Н.Н. Методологические основы контроля и управления
техническим состоянием автомобилей в эксплуатации / Н.Н.Якунин. – М.:
машиностроение-1, 2003. – 178 с.
108. Archard J.F. Elastic Deformation and the Laws of Friction. Proc. Roy.
Soc. Ser A, vol. 243, – N 1233. – 1957, – P. 190-205.
109. Barysz I., Cillik L. Zvysovanie spolahlivosti a zivomosti dinamicky
zatazenych klznych lozisk // 8 Vedecka konferencia VSDS, Seccia 3 Dopravna
technika. – Zilina, 1988. – S. 21-24.
110. Barwell F.T. Trilology in production. Product Eng. (Or. Brit). – 1972.
№ 7. – P. 263-271.
111. Bowden P.P., Tabor D. The Friction and Lubrication of Solids. –
Oxford at the Clarendon Press, – 1964. – P. 544.
112. Cocks M., Tallian Т.Е. Sliding Contacts in Rolling Bearing. – ASLE
Trans., vol. 14, – № 1, – 1971. – Р. 32.
113. Johnson G. Failure of components // Automobile Engineers, March,
1996. – P. 108-111.
114. Krause H.R. Tribomechanical Reaction in the Friction and Wearing
Process of Iron // Wear, vol.l8, – № 3. – 1971. – P. 403-412.
115. F.A.MartinDevelopmentsinenginebearings.”Tribol
Retiprocat.Engines.Proc.9-th Leeds-Lyon Symp.Tribol 7-10 sept. 1982.”,p.9-28.
116. Moore D.F. Principles and Applications of Tribology. Pergamon Inter.
Library, 1975. – 272 p.
117. Rabinowicz E. Friction and Wear of Materials. I. Willey, New York,
1965. – 244 р.
118. Schillinq A. Les huiles pour Motuvs et le qraissage des Moteuvs,
т.П., 1962
119. Wilcock D.F. Bearing Design and Application. Series in Mechanical
Engineering. Me Graw Hill Company Inc. – New York, 1957 – 205 p.
Читать «Совершенствование дефектовки коленчатых валов автотракторных двигателей использованием виброакустического способа»
Публикации автора в научных журналах
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.3 (248 отзывов)
4.6 (92 отзыва)
4.9 (20 отзывов)
4.8 (13 отзывов)
4.5 (9 отзывов)
5 (145 отзывов)
5 (428 отзывов)
4 (15 отзывов)
4.1 (20 отзывов)
