Повышение эффективности упрочнения поверхности валов при ремонте сельскохозяйственной техники поверхностным пластическим деформированием в переменном магнитном поле
На правах рукописи
Таранов алексей Степанович
Повышение эффективности упрочнения поверхности
валов при ремонте сельскохозяйственной техники
поверхностным пластическим деформированием
в переменном магнитном поле
Специальность 05.20.03 – Технологии и средства технического
обслуживания в сельском хозяйстве
автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Челябинск – 2010
Работа выполнена на кафедре «Детали машин» Федерально го государственного образовательного учреждения высшего про фессионального образования «Курганская государственная сель скохозяйственная академия имени Т. С. Мальцева».
Научный консультант заслуженный изобретатель РФ, доктор технических наук Манило Иван Иванович
Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Ерофеев валерий владимирович доктор технических наук, профессор Храмцов николай васильевич доктор технических наук, профессор Корнилович Станислав антонович
Ведущая организация Башкирский государственный аграр ный университет
Защита состоится 29 октября 2010 года на заседании диссер тационного совета Д 220.069.01 при Челябинской государствен ной агроинженерной академии по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 75.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябин ской государственной агроинженерной академии.
Автореферат разослан «» сентября 2010 г. и раз мещен на официальном сайте ВАК Минобрнауки России http://vаk.ed.gov.ru
Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Возмилов А. Г.
общая характеристика работы актуальность проблемы. Высокий уровень работоспособно сти сельскохозяйственной (с.-х.) техники и технологического обо рудования перерабатывающих отраслей аграрно-промышленного комплекса (АПК) в значительной мере достигается обеспечени ем требуемых размеров и геометрических форм узлов с деталями класса валов при их производстве и восстановлении. Непрерывно возрастающие удельные нагруженности не только отдельных ма шин и механизмов, но и с.-х. техники в целом, эксплуатация в тя желых условиях сельскохозяйственного производства приводят к изменению первоначальных размеров и геометрических форм.
Разработка теоретических положений и технологических рекомендаций, обеспечивающих повышение эксплуатационных характеристик валов с.-х. техники при их изготовлении и восста новлении в условиях ремонтных предприятий АПК, представля ет собой актуальную научно-техническую проблему, имеющую важное народнохозяйственное значение и требующую теоретиче ского обобщения и решения.
Качество изготовления и восстановления деталей обеспечива ется технологическими процессами упрочнения рабочих поверх ностей, снижения их шероховатости путем сохранения первона чальных размеров и геометрических форм. При разработке и совер шенствовании методов обработки деталей наблюдается тенденция применения методов комплексного воздействия процессов различ ной физической природы (механических, тепловых, магнитных).
Эффект взаимодействия энергии магнитного поля с электронными полями атомов позволяет получить результаты, имеющие техноло гическое значение, использование которых при восстановлении и изготовлении деталей машин приведет к улучшению их эксплуата ционных характеристик.
Актуальность выбранного научно-практического направле ния исследования подтверждается соответствием данной темы разделу Федеральной программы по научному обеспечению АПК РФ и тематическому плану Межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных иссле дований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2006–2010 гг. Данное направление было одобрено НТС при Межрегиональном комитете по сельхозмашиностроению Ассоциации экономического взаимодействия областей и респу блик Уральского региона (протокол № 7 от 18.04.2007 г.).
Цель работы: повышение эффективности упрочнения по верхности деталей класса валов при изготовлении и ремонте с.-х.
техники на основе одновременного воздействия поверхностной пластической деформации и технического перемагничивания ферромагнитного материала деталей.
Для достижения поставленной цели необходимо решить сле дующие задачи:
1. Установить закономерности превращений, происходящих в поверхностном слое деталей при поверхностном пластическом деформировании в переменном магнитном поле (ППД в ПМП).
2. Разработать эффективный метод оптимизации глубины упрочненного слоя и провести его экспериментальную проверку.
3. Сопоставить качество упрочнения, полученного методом ППД в ПМП и существующими упрочняющими технологиями, путем сравнения параметров усталостной долговечности и изно состойкости деталей.
4. Разработать технологическое оборудование для осущест вления упрочнения деталей методом ППД в ПМП.
5. Спроектировать и изготовить систему автоматическо го управления технологическим комплексом (САУ) для ППД в ПМП, обеспечивающую параметрическую оптимизацию упроч нения и активный контроль качества.
6. Провести апробацию ППД в ПМП в производственных условиях и оценить технико-экономическую эффективность вы полненных разработок.
7. Выработать рекомендации по выбору элементной базы и алгоритма работы САУ, обеспечивающей гибкость технологии ППД в ПМП в различных технологических и организационных условиях ремонтного производства.
При поиске решений установленных проблем было выявле но, что многие задачи, возникающие в системном анализе и при исследовании операций по отысканию совокупности условий, обеспечивающих достижение экстремальных критериев эффек тивности, являются задачами оптимизационного типа, в том чис ле задачами поиска общих или частных экстремумов.
В этой связи принята научная гипотеза, которая положена в основу проведения теоретических и экспериментальных иссле дований технологических операций упрочнения деталей с.-х. ма шин методом ППД в ПМП.
Гипотеза. При воздействии на деталь переменного магнитного поля в месте контакта рабочего инструмента (индентора) и детали при упрочнении ее поверхностным пластическим деформированием происходит такое изменение поверхностного слоя, в результате ко торого может быть достигнуто требуемое оптимальное структурно напряженное состояние, заданные шероховатость и твердость по верхности при значительно меньших энергозатратах, чем это может быть получено другими методами упрочнения. При этом существует количественно-качественная взаимосвязь параметров структурно напряженного состояния поверхности детали с параметрами нагру жения (усилия и скорости деформирования) и характеристиками переменного магнитного поля (напряженностью и частотой).
объект исследования – процессы упрочнения поверхност ного слоя материала детали при ремонте с.-х. машин в результате ППД в ПМП.
Предмет исследования – закономерности образования взаимо зависимых связей параметров технологического процесса упрочне ния деталей методом ППД в ПМП с показателями глубины упроч ненного слоя, твердости и шероховатости поверхности, а также про изводительности и себестоимости.
Методы исследования. В работе применялись теорети ческие и экспериментальные методы исследования. Иссле дование диффузионных процессов и фазовых превращений в упрочняемом слое детали осуществлялось путем их модели рования и идентификации. Расчет глубины упрочненного слоя и шероховатости поверхности проводился решениями прямых задач барродиффузии. Разработка программного обеспече ния осуществлялась с помощью пакета прикладных программ «Statistica 6 RU» и «Mathcad». Для экспериментальных ис следований использовалась современная аппаратура, стан дартные и усовершенствованные методики измерения темпе ратуры, электросопротивления, магнитной проницаемости, микротвердости и структуры металлов. Химический анализ упрочненного слоя производился с помощью экспресс-анализа на углерод, микротвердость измерялась на приборе ПМТ-ЗМ, микроструктурные исследования проводились с помощью ми кроскопа МИМ-8М. Исследование технологического процес са упрочнения ППД в ПМП осуществлялось с применением апробированных методов анализа задач и синтеза решений, применяемых для формирования структуры и параметров но вых объектов, создаваемых на уровне изобретений и с исполь зованием программного обеспечения для ЭВМ.
научная новизна положений, выносимых на защиту:
1. Установлена закономерность образования связей, процес сов, происходящих при ППД в ПМП и являющихся непрерывными функциями с экстремальными значениями, которые обеспечивают повышение эксплуатационных характеристик деталей.
2. Теоретически разработан и экспериментально про верен переход упрочняемой поверхности детали в заданное структурно-напряженное состояние посредством определения моментов появления экстремумов функций зависимостей глу бины модифицированного слоя от изменения удельного элек тросопротивления магнитной проницаемости и температуры упрочненного слоя.
3. Получены зависимости глубины упрочнения и шерохова тости поверхностного слоя при обработке деталей ППД в ПМП от технологических факторов процесса: усилия и скорости дефор мационного воздействия, напряженности и частоты ПМП и числа проходов, а также механических свойств материала и геометриче ских параметров инструмента.
4. Найдены конструктивные решения технических средств и методов, позволяющие реализовать адаптивное управление про цессом ППД в ПМП, и алгоритмов, обеспечивающих автоматиза цию процесса упрочнения.
основные положения, выносимые на защиту:
– метод получения требуемых параметров упрочнения дета ли (твердости и шероховатости поверхности) с помощью парамет рической оптимизации изменения физических свойств материала при упрочнении ППД в ПМП;
– возможности применения метода нахождения экстремума непрерывных функций изменения электросопротивления и маг нитной проницаемости поверхностного слоя материала детали при ППД в ПМП для оптимизации эксплуатационных характери стик упрочненной поверхности;
– методика определения оптимального уровня упрочнения поверхности детали при условии неопределенности химического и фазового состава материала и ее технологической наследствен ности при ППД в ПМП;
– технические решения технологического оборудования для упрочнения деталей методом ППД в ПМП;
– методика по применению системы адаптивного управле ния процессами упрочнения деталей ППД в ПМП.
Практическая значимость заключается:
– в теоретическом обосновании и практическом подтвержде нии метода улучшения эксплуатационных характеристик поверх ностного слоя детали, основанного на комплексном применении пластического деформирования и технического перемагничива ния ферромагнитного материала детали;
– в разработке технических решений по созданию техно логического оборудования для упрочнения деталей различных конструкторско-технологических групп (КТГ) методом ППД в ПМП, обладающих большей гибкостью в условиях ремонтных предприятий АПК и меньшей энергозатратностью;
– в обеспечении схемно-аппаратурной реализации САУ для осуществления параметрической оптимизации технологии упрочнения и активного контроля качества;
– в повышении технико-экономической эффективности и экологической приемлемости технологии упрочнения деталей с.-х. машин при их изготовлении и ремонте.
реализация результатов исследования осуществлялась по следующим направлениям.
Результаты НИОКР и соответствующая конструкторско технологическая документация использовались ОАО «Кур ганавторемонт», предприятием «Ремсельхозтехника» (г. Шу миха), ОАО «Завод монтажных заготовок "Стальсельпром"», заводом «Ремстроймаш», ОАО «Курганмашзавод», ООО «Кузнечно-прессовый завод "Русич"» (г. Курган).
Разработаны технологии упрочнения деталей класса валов (в том числе и ресурсных) на ряде предприятий ремсельхозтех ники и машиностроения.
Система активного контроля основных параметров техно логии упрочнения ППД в ПМП, являющаяся основой научно технических решений рассматриваемой проблемы, прошла ме трологическую аттестацию в качестве элементов системы управ ления. По результатам многолетних теоретических и практиче ских исследований разработаны рекомендации по упрочнению деталей методом ППД в ПМП различных КТГ (полые цилиндры, зубчатые колеса, плоскости и т. д.).
Рекомендации, одобренные НТС при межрегиональном ко митете по сельхозмашиностроению Ассоциации экономического взаимодействия областей и республик Уральского региона (про токол № 7 от 18.04.2007 г.), выпущены тиражом 2000 экземпля ров и направлены в департаменты сельского хозяйства краев и областей РФ, в сельскохозяйственные и политехнические вузы, на предприятия транспортного и сельскохозяйственного машино строения, на ремонтные предприятия.
Достоверность основных положений и научных выводов подтверждается сходимостью теоретических и эксперименталь ных данных, а также использованием современного оборудова ния и методик проведения экспериментальных исследований и практическим использованием научно-технических разработок и рекомендаций в течение длительного времени на машинострои тельных и ремонтных предприятиях (1992–2010 гг.).
апробация работы. Результаты проведенных НИР и отдель ные положения настоящей работы докладывались, были обсужде ны и одобрены на международных научно-практических конфе ренциях: «Экологизация технологий: проблемы и решения» (Мо сква–Курган, 2004 г.);
«Управление качеством в современной орга низации» (Пенза, 2008 г.);
«Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановление и упрочнение деталей» (Москва, ГОСНИТИ, 2007–2008 гг.);
«Достижения нау ки в реализации национального проекта развития АПК» (Курган, 2006 г.);
«Достижения науки агропромышленному комплексу»
(Челябинск, 2007, 2008, 2010 г.);
«Сто лет сибирской маслодельной корпорации» (Курган, 2007 г.) и др.;
на республиканских научно технических конференциях «Совершенствование технологиче ских процессов изготовления деталей машин» (Курган, 1991 г.);
«Интенсификация и оптимизация малоотходных процессов обра ботки металлов давлением» (Курган, 1989 г.) и др., на заседаниях НТС, техсоветах и технических совещаниях предприятий, где про водились исследования и осуществлялось внедрение результатов (1991–1997 гг.).
Основные положения диссертации обсуждены и одобрены на расширенном заседании кафедры «Детали машин» КГСХА, на объединенном заседании кафедр «Технология и организация тех нического сервиса», «Эксплуатация машинно-тракторного парка», «Уборочные машины», «Электрические машины и эксплуатация оборудования в сельском хозяйстве», «Информационные техноло гии и моделирование», «Технология машиностроения» ЧГАА.
Публикации. Результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и их внедрения в производство нашли отражение в 73 публикациях, в числе которых 2 брошюры, 67 статей и опубликованных докладов, 3 авторских свидетельства и 1 патент на изобретение.
Ряд работ использован в научных трудах д-ра техн. наук И. И. Манило, проф. В. П. Пономарева и др. ученых и специалистов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введе ния, шести глав, выводов, списка литературы (331 наименование, из них 7 на иностранных языках) и 23 приложений.
Работа содержит 302 страницы основного текста, 87 рисун ков, 27 таблиц.
СОДеРжАНИе ДИССеРТАцИИ Во введении обоснована актуальность проблемы и необхо димость разработки научно-технических решений, обеспечиваю щих повышение эффективности упрочнения деталей с.-х. машин и управление качеством их изготовления и ремонта. Сформулированы цель и задачи исследований, показаны научная новизна положений, выносимых автором на защиту, и практическая ценность работы, от ражены вопросы реализации и апробации полученных научных ре зультатов, дана общая характеристика выполненных исследований.
В первой главе «Современное состояние проблемы, цель и задачи исследования» рассмотрены и проанализированы суще ствующие технологии упрочнения деталей машин. Дана класси фикация упрочняющих технологий, определен диапазон прием лемости и экономической целесообразности применения упроч няющих технологий, выявлены недостатки.
Изучены проблемы упрочнения и повышения прочностных показателей качества рабочих поверхностей деталей машин в организационно-технологических условиях специализированно го ремонта сельхозтехники и освещены научные работы, в чис ле которых исследования Ю. Н. Артемьева, Ф. Х. Бурумкулова, И. Г. Голубева, Д. Ф. Гуревича, Л. В. Дехтеринского, Л. С. ер молова, В. В. ерофеева, В. А. Какуевицкого, С. А. Корниловича, Ю. Н. Ломоносова, В. П. Лялякина, И. И. Манило, Д. Д. Папшева, Ю. Н. Петрова, И. е. Ульмана, Н. В. Храмцова, А. А. цырина, П. А. Чепа, В. е. Черкуна, В. И. Черноиванова и других ученых.
В формирование и развитие учения о закономерностях тех нической подготовки производства, ремонта и внедрения инно вационных технологий внесли большой вклад В. В. Бледных, Н. И. Иващенко, В. И. Казарцев, С. А. Корнилович, К. Т. Кошкин, В. М. Кряжков, М. А. Масино.
Научному обоснованию применения электромагнитных про цессов для модификации эксплуатационных характеристик де талей сельхозмашин посвящены исследования Б. С. Бокштейна, И. Ф. Глумова, В. И. Иванова, е. М. Савицкого, е. Д. Смолуховского.
Анализ фундаментальных и прикладных исследований упроч няющих технологий Ф. Х. Бурумкулова, В. Д. Власенко, Л. В. Дех теринского, И. И. Карасика, И. В. Крагельского, Ю. Н. Ломоносо ва, Г. А. Малышева, И. И. Манило, Д. Д. Папшева, В. Н. Ткачева, В. А. Уланова, Б. М. Флатейка, Н. В. Храмцова, П. А. Чепа позво лил установить, что многие процессы и явления, происходящие в металле при комплексном энергетическом воздействии на него, за кономерности превращений в зоне деформационного воздействия и технического перемагничивания изучены недостаточно.
Значительный вклад в разработку теоретических основ и технологий упрочнения деталей внесли ученые и специали сты ЭНИКМаша, ВНИИТУВИД (ВНПО «Ремдеталь»), МГАУ им. В. П. Горячкина, ГОСНИТИ, цНИИТМАШа, Харьковско го завода транспортного машиностроения, Московского завода «ЗИЛ», Челябинского тракторного завода, Курганского машино строительного института, Высшей инженерной школы цвикау (ФРГ). Ведущие отечественные организации стали включать в состав упрочняющего оборудования управляющие вычислитель ные машины (УВМ), которые позволяют улучшить свойства тех нологической системы, уменьшить влияние возмущающих воз действий на ход процесса, управлять процессами улучшения.
Работы по созданию и внедрению САУ операциями упроч нения деталей на базе микропроцессоров и ЭВМ проводят за рубежные фирмы: ALTERA, Cadence, Mentor Graphics, OrCAD, Microship Technology.
В системах управления технологическими комплексами для упрочняющей обработки, выпускаемых отечественными и зару бежными фирмами, исходные характеристики детали: физико механические свойства, технологическая наследственность – учитываются при задании оптимальных режимов обработки.
ППД в ПМП с применением разработанной САУ позволяет до стигать оптимального упрочнения без учета вышеприведенных исходных параметров детали.
Поверхностно-упрочняющая технология является, как пра вило, финишной операцией в технологическом цикле производ ства, поэтому служит основной информационной доминантой в технологической наследственности и определяет эксплуатацион ные свойства деталей и надежность конструкций в целом.
Бесконтактные методы упрочнения – термообработка и химико термическая обработка – обладают существенными недостатками:
неравномерностью поля напряжений в объеме упрочненной детали, что приводит к различным видам излома, энергоемкостью и капита лоемкостью технологии и ее экологической вредностью.
Основными способами поверхностного пластического де формирования (ППД) являются холодная прикатка, вибрационно упрочняющая и дробеструйная обработка. ППД обладает и ря дом недостатков: абсолютные значения твердости и глубины упрочненного слоя невысоки;
эти способы не решают проблемы снижения сопротивления началу пластического течения материала и снижения хрупкой прочности при изгибе валов. Кроме того, ППД приводит к перенаклепу поверхностного слоя металла, что неприем лемо в условиях неопределенности химического и фазового состава материала деталей и их технологической наследственности.
Наиболее близким к предлагаемому в диссертации методу обра ботки является деформация поверхностного слоя с помощью накатного алмазного инструмента с наложением на обрабатываемую поверхность пульсирующего магнитного поля. Однако данная технология не приво дит к значительному возрастанию предела циклической усталости.
Метод ППД в ПМП, защищаемый автором в диссертационном исследовании, основывается на использовании деформации металла и одновременном воздействии переменного магнитного поля (ПМП) высокой напряженности. Совмещение во времени и пространстве двух технологических факторов обеспечивает модификацию струк туры, фазового состава упрочненного слоя и поля напряжений в объеме детали. Схема упрочнения показана на рис. 1.
Рис. 1. Схема упрочнения деталей методом ППД в ПМП Таким образом, упрочнение и улучшение эксплуатационных свойств металла базируется на модификации дислокационных структур в упрочняемом слое металла восходящей диффузии ато мов углерода и других включений и их сегрегации в поверхност ном слое с последующими фазовыми превращениями, а также формировании однородного поля напряжений в объеме детали.
Во второй главе «Теоретические предпосылки технологии ППД в ПМП и средства ее реализации» рассмотрена оптимиза ция метода ППД в ПМП как нахождение такого набора факторов технологического воздействия (Р;
Н;
S;
n;
), который приводит к достижению максимальной эффективности упрочнения. В целом повышение эффективности упрочнения методом ППД в ПМП предопределяет решение задачи, заключающейся в разработке хорошо формализованной и оптимизированной стратегии обе спечения показателей качества обработки при заданной произво дительности. Качество обработки упрочнения при ППД в ПМП можно рассматривать как сложный многофакторный процесс, функционал которого представим в виде формулы K(t) = F[Ф1(t);
Ф2(t);
Ф3(t);
Ф4(t);
Ф5(t)…П], (1) где K(t) – показатель качества упрочнения;
Ф1(t) – усилие дефор мирования;
Ф2(t) – напряженность ПМП;
Ф3(t) – скорость подачи инструмента;
Ф4(t) – число проходов;
Ф5(t) – частота ПМП;
П – неконтролируемые параметры ППД в ПМП.
Социально-экономический эффект от применения технологии упрочнения также определяется функционалом, который имеет вид Э(t) = f [lост(t), Q(t), Ф(t), П(t) ПТ], (2) где Э(t) – показатель достижения поставленной цели;
lост(t) – кри терии качества упрочнения (глубина упрочнения h;
твердость НRC и шероховатость поверхности Rа);
Q(t) – производитель ность;
Ф(t) – группы факторов во времени, обеспечивающих и реализующих качество упрочнения;
П – приведенные затраты;
ПТ – организационные и производственно-технические факторы.
Математическая модель технологического процесса ППД в ПМП в обобщенном виде может быть представлена как ожидае мая эффективность е = f(Хi Yi), которая является целевой функци ей, где Хi – управляемые параметры (режимы техпроцесса ППД в ПМП p;
Н;
Sn;
);
Yi – неуправляемые параметры (химический и фазовый состав металла, физические и механические свойства металла и др.).
Оптимизация ППД в ПМП – это нахождение экстремального значения целевой функции. целевой функционал е = f(Хi Yi) может задаваться в виде некоторой функции конечного состояния е = Ф[h(t)], где t – время, в течение которого происходит задаваемое упрочне ние детали. Пусть функция е = f(Хi Yi) определена на множестве N n-мерного пространства еn (х1;
х2 … fn) n1. Необходимым условием экстремума функции является е = 0, достаточным условием экстрему ма функции является Ё 0 (максимум) и Ё 0 (минимум).
В соответствии с принципами метрологии и Государственной системы единства средств измерений возможно косвенное измере ние, когда косвенными измеряемыми величинами являются изме нение эл. сопротивления, магнитной проницаемости и температу ры материала (;
;
Т0), которые определяются во время пре вращений, происходящих в упрочняемом слое детали. Изменения ;
;
Т0 выражаются непрерывными функциями, имеющими экстремальные значения, выявление которых позволит определить момент достижения максимальной глубины упрочнения h (пара метр оптимизации) с учетом химико-физических свойств поверх ностного слоя и, таким образом, назначить индивидуальные режи мы обработки для конкретной детали, меняющиеся адекватно из менению факторов оптимизации (;
и Т0). Имеется возможность применения параметрической оптимизации ППД в ПМП. Параме тром оптимизации целевой функции является глубина упрочнения h = f(;
и Т), где = f(h);
= f(h);
Т= f(h) – факторы оптимизации.
Функционал К (t) имеет вид K(t) = Ф{h [ (t);
(t);
Т (t)]}, где t – время обработки.
Оптимальное управление технологическим процессом упрочнения предопределяет создание системы активного контро ля и управления технологическим процессом, в основу алгорит ма работы которой должно быть заложено следующее условие:
основное отличие параметров материала до и после упрочнения состоит в изменении структуры и фазового состава металла. Это изменение сопровождается увеличением удельного сопротивле ния металла и уменьшением его магнитной проницаемости.
Осуществлять контроль и управление технологией ППД в ПМП целесообразно надежными и легкодоступными техниче скими средствами для ремонтных предприятий АПК.
Технологический процесс упрочнения рассматривается как объект многопараметрической оптимизации, протекание которого в условиях ремонтного производства предприятия (РТП;
МТС и др.) определяется параметрами, воздействующими на его входы (рис. 2).
Рис. 2. Структурная схема оптимизации ППД в ПМП целью оптимизации процесса ППД в ПМП как объекта много параметрической оптимизации является приведение показателя ка чества к экстремуму, который представлен как экстремум функций изменения косвенных признаков упрочнения,, Т0 обрабаты ваемого металла. Остальные входные параметры должны поддер живаться в определенных (заданных) пределах. Задачей оптимиза ции процесса ППД в ПМП является отыскание таких управляющих параметров для каждой конкретной детали, которые обеспечили бы требуемую глубину упрочненного слоя h и шероховатость его по верхности Ra при минимальном технологическом воздействии.
Оптимизация обеспечивается, если целевые функции имеют вид:
F1 = f(h;
HRC;
KGi;
Q) max, (3) F2 = f(Ra;
T;
C;
R;
nGxyz) min, (4) F3 = f(С) min. (5) Очевидно, что выходные параметры h;
HRC;
Gxyz;
Ra;
C;
KGi;
nQ, за исключением R, не могут быть равны нулю. Следователь но, на эти выходные параметры накладываются ограничения, ко торые в обобщенном виде выражаются функциями вида F1 = f(h;
n;
T;
C;
Q) 0, (6) F2 = f(R) 0. (7) Управляющие параметры должны иметь пределы, значения ко торых определяются на основании специальных исследований и ре комендаций, в соответствии с конструктивными особенностями обо рудования, обеспечивающими его эксплуатационную надежность.
Процедура оптимизации, традиционно выполняемая как процесс отыскания оптимальных управляющих параметров с помощью ме тодов поиска, осуществляемых на ЭВМ, для единичного и мелкосе рийного производства неприемлема.
Стоимостная характеристика процесса упрочнения опреде ляется капитальными затратами и текущими расходами техноло гии ППД в ПМП.
Аналитическое исследование воздействия процесса ППД в ПМП на деталь осуществлено математическим моделировани ем процесса. Использование математических моделей, которые определяют интерпретацию физических явлений, происходящих при ППД в ПМП, обусловлено следующими причинами:
1. ППД в ПМП протекает по механизму изменения внутрен него трения, который описывается как интегральная диссипа ция энергии включений в кристаллическом теле, совершающих дрейф в некотором внешнем поле напряжения U(X;
t), где X – вектор координаты;
t – время, то есть как затухающая диффузия.
2. Результат науглероживания поверхностного слоя и об разования упрочненных структур (эффект Снука) является не обратимым. Выбор эффективного потенциала U(X;
t) в модели «твердого дросселирования» определяет функцию G(X, t, N0) ре зультирующей концентрации дислокаций в металле.
ППД в ПМП – это процесс барродиффузии, который описы вается выражением i = DC + C b F, (8) С U i= r F = r ;
r где ;
r – радиус обрабатываемого вала.
Запишем (8) в виде 2C С U, (9) r = D 2 + c b r r r для сокращения обе части выражения (9) умножим на |r|, тогда 2C C U = 0. (10) D C b + r 2 r r Обозначив A=·D и =·b, получим АС+С-U·C = 0. (11) Рост концентрации атомов примесей при восходящей диф фузии изменяется экспоненциально С=Хexp(p;
r). (12) Тогда решение (13) относительно (11) дают уравнения С = – Хp·exp(p;
r), (13) C = Хp2·exp (p;
r). (14) Считая, что физически реализуется процесс при С(r) 0, имеем C(r) = Xexp(p;
r). (15) После подстановки и преобразований C (H;
P;
S;
n v);
получаем µH 2 µH 2 C02 + 4 2 DВ С0 В 0,1exp( ) ]. (16) 1 2 D KsS 4 C0 exp [ ± ( ± 2 D 2 DC Очевидна экспоненциальная зависимость насыщения по верхностного слоя детали углеродом от факторов ППД в ПМП:
Н – напряженности ПМП;
µ – коэффициента Пуассона;
p – плот ности металла.
Эффективный потенциал барродиффузии с учетом силового воздействия при техническом перемагничивании ферромагнети ка зависит от концентрации примесей в твердом растворе.
Фазовые превращения, происходящие при ППД в ПМП в поверхностном слое металла, оцениваются на основании кривой упрочненной фазы Джонсона – Мейля – Аврами.
если V – полный объем детали, VВ – объем упрочненной фазы, тогда при гомогенном превращении объем VВ пропорцио нален в каждый момент времени t оставшемуся dVB = k (V VB ). (17) dt Очевидно, что VB(t) = V(1 – expR-kt), где k – константа скоро сти реакции.
Обозначим долю упрочненного металла h = VB/V.
Согласно формуле Аврами, в случае однополярного ради ального роста упрочненного слоя (18) VB = / D 2U (1 T ), 4 где D – диаметр обрабатываемой детали;
U – скорость обработки;
T – время зарождения упрочненной фазы.
Используем модель упрочненного слоя на основании форму лы Аврами:
h / dxC ( x) = C, (19) где h/2 – половина толщины упрочненного слоя.
Для вычисления интеграла (19) разложим C(x) в степенной ряд:
C(x) = C0{1+exp[f()]}, где – множество переменных факторов ППД в ПМП: P;
H;
n;
S;
.
h = h( ) = h(n;
p;
H ;
S ;
) = C0 4 pDB B bxpS 1 + + (20) 4 DB C0 2 DB C0 4 DB C 2 = 1 + exp + C0 4 pDB B bxpS DB K SS 2 DB C0 После линеаризации (18) получим h(P;
H;
S;
n;
) = 2 2,88 10-6 H1,45 P1,25 n1,24 1,1 S1,14, (21) где P – усилие деформирования;
n – число проходов;
– частота ПМП;
S – скорость подачи инструмента.
На рис. 3 изображена кривая изменения глубины упрочнен ного слоя от основных управляемых факторов процесса. С помо щью устройства, указанного в изобретении [1], были определены параметры, входящие в математическую модель (20) путем про ведения лабораторных и производственных испытаний.
В работе [43] подробно изложено проведение многофак торного эксперимента по определению влияния ППД в ПМП на усталостную прочность деталей.
Улучшение эксплуатационных свойств детали в результате минимизации внутренней энергии возможно за счет усиления ее диссипации после ППД в ПМП. Решение данной задачи найдено волновым уравнением сдвига. В результате ППД в ПМП на по верхности детали образуется упрочненный слой h, обладающий механическими и физическими характеристиками, отличающи мися от характеристик металла, расположенного под упрочнен ным слоем. Обработанный вал в грубом приближении можно рассматривать как полый цилиндр, абстрагируясь от внутренней части детали. Следовательно, объем обработанного вала состоит из 2-х частей: объема упрочненной части Vy и объема остальной (внутренней) части Vo.
V д = V у + V о. (22) Рис. 3. Зависимость глубины упрочненного слоя от факторов процесса ППД в ПМП образцов 62 L 210 мм из сталей 20, 45, 45Х, 38ХС, У7, У Разнохарактерные эксплуатационные нагрузки приводят к из менению внутренней энергии детали, что влияет на ее устойчивость.
Чем интенсивнее происходит диссипация внутренней энергии дета ли при эксплуатации, тем быстрее деталь приходит в состояние тер модинамической устойчивости и тем выше ее прочность.
В работе диссипация энергии рассматривалась в условиях знакопеременного кручения (рис. 4). При сравнении интенсивно сти диссипации энергии вала до и после упрочнения было уста новлено следующее: из одномерного волнового уравнения сдвига = ( z, t ) (23) имеем момент инерции упрочненного слоя (24) J yn = mR и момент инерции сплошного вала m J B = L2. (25) Очевидно, что Jуп Jв. Зависимость амплитуды от момента инерции имеет вид A = GL / J, (26) где J – момент инерции тела, имеющего круглый стержень;
G – модуль упругости;
L – длина стержня.
Следовательно, Ауп Aв.
Рис. 4. Диссипативный процесс увеличения термодинамической устойчивости детали после обработки ППД в ПМП:
Мо – крутящий момент;
– угол сдвига при кручении вала;
R2 – радиус неупрочненной части вала;
Dz – толщина исследуемого образца Диссипируемая энергия при нагружении определяется из выражения A2 2, U= (27) где А – амплитуда;
– круговая частота.
Отсюда следует, что величина диссипируемой энергии упроч ненного вала больше, чем у вала до упрочнения ППД в ПМП:
Uупр.дис Uв.дис (28) Следовательно, упрочненный вал имеет меньшую внутрен нюю энергию во время эксплуатации, что обусловливает его большую эксплуатационную прочность.
Решение задачи по установлению зависимости между глуби ной упрочненного слоя детали и основными технологическими факторами ППД в ПМП произведено с учетом комплексного из менения физических, механических, термодинамических и хими ческих процессов в металле.
ППД в ПМП вызывает в обрабатываемом металле изменения его физических параметров: удельного электросопротивления r и магнитной проницаемости. Для определения зависимости глуби ны упрочненного слоя от технологических режимов ППД в ПМП использованы зависимости, полученные Д. Д. Папшевым:
S P h=, (29) 2G R где P – усилие деформирования;
G – напряжение в зоне деформаци онного воздействия;
S – площадь контакта;
R – радиус инструмента.
Из феноменологического уравнения Ван-Бюрена определе на зависимость градиента удельного сопротивления от дефор мации. Используя тождество Бельтрами Pm = GV, (30) где V – объем ферромагнитного материала, и формулу е. Д. Смо луховского P = 2HJcos. (31) где H – напряженность внешнего ПМП, А/м;
J – намагниченность ферромагнетика, А/м, получили зависимость глубины упрочнен ного слоя от факторов ППД в ПМП:
( n k1b + 2 H 2 cos )V E, S (32) h= 2 m R где Pn – усилие деформации;
R – радиус деформирующего инстру мента;
k – сопротивление сдвигу обрабатываемого материала;
b – ширина площадки качения;
l – длина ролика (в случае обкатки ша риком данной величиной пренебрегают как бесконечно малой);
V – объем деформируемого металла;
= Zpr, где Zp – реактивное сопро тивление в детали;
r – постоянная Холла;
– изменение удельного электросопротивления металла;
m – изменение магнитного мо мента металла;
c – магнитная восприимчивость металла;
H – на пряженность ПМП;
= (0,81,7) – безразмерная величина, которая зависит от реологических свойств материала;
E – модуль Юнга.
Оптимизация параметра Rz с помощью изменения режимов обработки методом ППД в ПМП (H;
p;
n;
S;
v) производится на основе математической модели (полное аналитическое обоснова ние представлено в работе [44]):
S Rz = 64 H k 2 HV 2 m xyz Vy, (33) где S – скорость подачи деформирующего инструмента;
– вели чина, зависящая от магнитных свойств материала;
НV – твердость металла по Виккерсу;
k = 4…60 для сталей;
10…150 для чугунов;
m – 0,3…0,5;
xyz – напряжение в упруго-деформируемом объеме Vд.
Учитывая конкретные конструкторско-технологические тре бования к упрочняемой детали, можно выбирать оптимальную величину шероховатости поверхности Rz, варьируя режимы ППД в ПМП и исходя из требуемой глубины упрочненного слоя и ме ханических свойств металла.
Глубина упрочненного слоя зависит от пяти основных управ ляющих параметров (H;
P;
S;
n;
), а также от ряда случайных возмущений.
Число альтернатив только по упомянутым выше пяти управ ляющим параметрам и пяти случайным возмущениям превышает 3х106. Для поиска наилучшего варианта необходимо применить методы математического программирования и оптимального управления, четко определить задачу, провести последующую многокритериальную оптимизацию. Применение такого метода для разработки алгоритма управления процессом ППД в ПМП в условиях ремонтно-восстановительных служб АПК, отличающих ся единичным и мелкосерийным производством, теряет смысл.
Априори для достижения поставленной цели необходимо изба виться от огромного, неоправданного и практически невыполнимо го в данных условиях объема теоретических и экспериментальных исследований, а также минимизировать материальные и временные затраты на проведение упрочняющей обработки путем параметриче ской оптимизации процесса обработки.
Параметрическая оптимизация процесса заключается в обеспече нии контроля момента окончания структурных и фазовых превраще ний, который сопровождается изменением =f(t);
=f(t) и T0=f(t).
Нахождение экстремумов функций производится поиском равенства нулю первых производных параметров, Т и после дующей их регистрации:
= 0;
µ = 0;
Т = 0 (34)..
..
Значения вторых производных, µ регистрируются и опре деляются соответственно 0;
µ 0.
. (35) Максимальная глубина упрочнения поверхностного слоя со впадает с максимумом = f(t), минимумом = f(t) и дости жением критической температуры детали T0кр. Совокупность ука занных значений свидетельствует о завершении фазовых и струк турных превращений в металле, т. е. соответствует экстремуму функций: = f(t), = f(t), T0 = f(t).
В главе третьей «Экспериментальная проверка результа тов теоретических исследований» при проведении эксперимен тальных исследований использовались типовые методы, приме няемые в физическом металловедении: механические испытания, металлографический, калориметрический, термоиндикационный и оригинальный методы, оборудование и аппаратура, в том числе разработанные автором. Экспериментальные исследования изме нения структуры, фазового состава и глубины упрочненного слоя h;
шероховатости поверхности Rа и твердости HRC образцов из сталей, применяемых для изготовления деталей с.-х. машин, про водились в лабораториях ОАО «Курганский машиностроитель ный завод». Испытания на усталостную прочность проводились в ОАО «Курганский машиностроительный завод» и ОАО «Икар».
При исследовании процесса упрочнения поверхностного слоя де талей из различных конструкционных сталей были использова ны и проанализированы данные производственного применения метода ППД в ПМП на предприятиях ОАО «Курганский маши ностроительный завод», ООО «Курганский завод колесных тяга чей», ОАО «Завод монтажных заготовок "Стальсельпром"». При проведении экспериментальных исследований были построены математические модели с помощью многофакторного экспери мента, методика и результаты которого опубликованы в [16, 23, 24, 43].
целью поискового эксперимента было получение опытного подтверждения характера влияния факторов ППД в ПМП упроч ненного слоя h = f(P;
H;
n;
S;
) на изменение структуры и фазо вого состава изменений.
Исследования влияния вида упрочняющей обработки на дис сипативные свойства материала проводились методами термоин дикации и калориметрирования. Экспериментально подтверждено, что максимальная интенсивность уменьшения внутренней энергии детали наблюдается в результате упрочнения методом ППД в ПМП.
Результаты калориметрических исследований представлены в табл. 1.
Таблица 1. Результаты калориметрических испытаний Энергия рассеяния в образцах Вид упрочняющей из материала, Дж Сталь Сталь Сталь Сталь Сталь обработки 20 45 45Х 38ХС У ХТО, правка пластическим изгибом 0,40 0,75 0,82 0,70 0, ППД 0,54 0,82 0,90 0,85 0, ППД в ПМП 0,98 1,15 1,22 1,17 1, Правка пластическим изгибом 0,50 0,60 0,64 0,48 0, Экспериментально проверялось изменение глубины упрочнен ного слоя в зависимости от управляющих параметров процесса с одновременной регистрацией их абсолютных значений в моменты появления экстремумов функций, т. е. моментов, когда наступают условия согласно (31).
Определение глубины упрочненного слоя, его структуры и фазо вого состава проводили традиционными методиками металлофизики и технологии металлов. На рис. 5 изображена зависимость изменения концентрации углерода по глубине упрочненного слоя. Определение характера изменения микротвердости по глубине упрочненного слоя осуществлялось по методу Давиденкова с применением прибора ТПК.
Эксперименты проводились на технологическом комплексе с исполь зованием установки для ППД в ПМП, спроектированной автором [4].
Рис. 5. Зависимость изменения концентрации углерода и микротвердости по толщине обработанного ППД в ПМП слоя:
1 – сталь 20;
2 – сталь 45;
3 – сталь 38хС;
4 – сталь У Опытные образцы изготовлялись из сталей 45;
45Х;
38ХС;
20;
У7.
Проведен эксперимент по определению влияния обработки деталей ППД в ПМП на усталостную прочность валов при де формациях изгиба и кручения. Образцы перед проведением ис пытаний были подвергнуты правке методом пластического из гиба с диапазоном разброса первоначальной кривизны до 15%.
После этого четыре серии деталей прошли упрочнение методами ХТО, ППД и ППД в ПМП. Испытания проводились на маши нах УМ-4М и УКИ-7. В качестве образцов использовались валы 10 мм из сталей 20;
45;
45Х;
38ХС;
У7.
Статистическая обработка результатов усталостных испыта ний произведена с помощью пакета прикладных программ STA TISTICA 6 Ru.
Для определения влияния ППД в ПМП на износостойкость металлов использовались стали Л65;
65Г и У7. Образцы из ука занных материалов, обработанные методом ППД в ПМП, испы тывали на специально спроектированной и изготовленной уста новке. Испытывалось три серии образцов, упроченных методом закалки и отпуска (серия А), ППД в ПМП (серия В) и эталонных рабочих органов с наплавленной режущей частью сормайтом.
Число опытов в каждой серии – 50. Эксперименты подтвердили, что максимальное увеличение усталостной прочности и износо стойкости наблюдается у опытных образцов после ППД в ПМП.
В главе четвертой «Технологические направления примене ния ППД в ПМП» на основании результатов теоретических и экспе риментальных исследований предложены технологические направ ления применения ППД в ПМП, дающие максимальный эффект, в качестве альтернативы традиционным упрочняющим технологиям ТО, ХТО, ППД, а также методам восстановления и покрытий. ППД в ПМП как финишная операция целесообразна при обработке де талей, подвергнутых пластическому изгибу, т. к. в результате обра ботки происходит уменьшение градиента поля напряжения в дета ли после правки методом пластического изгиба, что подтверждено многолетними исследованиями автора и Манило И. И. [14]. Пред ложены технологические схемы и модифицированные технологиче ские комплексы для упрочнения плоских деталей, а также деталей типа полый цилиндр и зубчатое колесо методом ППД в ПМП.
Особенность модификации структуры и фазового состава материала деталей, подвергнутых ППД в ПМП, создает пред посылки для изменения традиционных технологий упрочнения деталей, т. к. данный метод обеспечивает наименьший градиент напряжений в объеме детали и вероятность возникновения опас ных сечений. Использование ППД в ПМП в качестве финишной операции позволяет исключить из технологического цикла опера ции термообработки. Исследования влияния ППД в ПМП на из носостойкость позволили установить эффект повышения износо стойкости материалов, применяемых при изготовлении рабочих органов с.-х. машин (сталей Л65;
65Г, У7 и др.). Износостойкость режущей части лемехов после ППД в ПМП из сталей У7 и 65Г сопоставима с износостойкостью режущей части, наплавленной сормайтом. При этом технологическая себестоимость изготовле ния в 1,8…2,5 раза меньше.
Применение ППД в ПМП целесообразно при изготовлении деталей следующих типов:
– валы, оси, штоки, шнеки из сталей 35;
40;
45;
Ст.3;
Ст.4;
Ст.5;
40Х;
30ХН;
38ХС;
40ХС;
20Х диаметром 20…800 мм после механообработки, правки пластическим изгибом;
– плоскости (в т.ч. рабочие органы с.-х. машин, пластины рессор) после штамповки и механообработки, из сталей 30ХГСА;
У7;
У10;
65Г;
Л65 и др.;
– полые цилиндры после механообработки и восстановле ния методом теплодеформации;
– нормали (болты, шпильки, винты) из сталей 40;
40Х;
30ХГС.
Основными направлениями совершенствования технологии ППД в ПМП и технических средств для ее реализации являются:
1) расширение числа конструкторско-технологических групп деталей, упрочняемых ППД в ПМП;
2) обеспечение равномерности расположения упрочненного слоя по глубине и поверхности детали;
3) применение системы автоматического управления ППД в ПМП, основанной на активном контроле процессов, происходя щих в металле, с использованием многофункционального преоб разования, работающего в режиме временного и пространствен ного разделения сигналов и метода замещения в сочетании с вре менным разделением сигналов.
В главе пятой «Схемы, параметры и технологические сред ства реализации методов ППД в ПМП» при проектировании тех нологического комплекса ППД в ПМП анализу были подвергнуты исследования М. И. Кузьмина, Д. Д. Папшева, П. А. Чепа, а также работы, выполненные в цНИИТмаше, на Горьковском автомобиль ном заводе, Новокрамоторском машиностроительном заводе, Мо сковском автозаводе «ЗИЛ». Технологический комплекс ППД в ПМП для условий ремонтно-восстановительных производств АПК может быть сформирован на базе универсального металлорежуще го оборудования: токарно-винторезные, вертикально-сверлильные и горизонтально-фрезерные станки. Технологический комплекс для ППД в ПМП состоит из генератора ПМП, деформирующего устрой ства, системы автоматического управления, системы питания и си стемы обеспечения промышленной и технологической безопасности.
Генератор ПМП – основной элемент технологического ком плекса – представляет собой магнитопровод с установленными в нем катушками, которые соединены последовательно и подклю чены к источнику питания переменным электрическим током на пряжением 24 В (рис. 6). Технология подробно описана в [43].
Рис. 6. Генератор переменного магнитного поля для ППД в ПМП При проектировании принципиальной электрической схемы ставились следующие цели: достижение максимальной напря женности ПМП в зоне деформационного воздействия инструмен та на деталь, использование минимальной потребляемой мощно сти, обеспечение электро- и промышленной безопасности.
Для этого была выбрана схема соединения катушек силовой части генератора (катушки соединены последовательно). Для ми нимизации величины сдвига фаз между напряжениями и токами определена величина компенсирующей емкости. Катушка генера тора ПМП рассчитана на протекание тока ~ 5000 А и состоит из 1 витка. Токоведущая катушка имеет малое активное сопротивле ние Rа. Исходя их этого предложена схема силовой части генера тора ПМП с параллельным подключением компенсирующей емко сти. Возможный резонанс токов в цепи приведет к возникновению кратковременного пика напряженности ПМП, который не влияет отрицательно на режим обработки ППД в ПМП.
В цепях поддержания номинального напряжения на обмот ках генератора целесообразно регулировать величину емкости С в зависимости от напряжения на обмотках.
Процесс выработки ПМП осуществлен генератором, кото рый управляется автономным инвертором напряжения (АИН).
АИН питается постоянным напряжением и состоит из четы рех тиристорных ключей (генератор однофазный). АИН создает переменное напряжение синусоидальный формы по принципу широтно-испульсной модуляции. Для измерения сопротивления, температуры, остаточной намагниченности детали использует ся один аналого-цифровой преобразователь (АцП), поочередно переключаемый от одного датчика к другому.
Адаптивная система управления технологическим комплек сом создана на базе микро-ЭВМ. Использована схема активного параметрического контроля качества. САУ ППД в ПМП включа ет в себя подсистемы регистрации и контроля технологических параметров процесса (электросопротивления, индуктивности и температуры обрабатываемой поверхности детали), подсистемы управления приводами основных перемещений технологическо го комплекса и электропитания генератора ПМП и системы про мышленной безопасности. Предложенная САУ технологического комплекса обеспечивает гибкость его применения в различных производственных условиях.
Параметрический активный контроль качества обработки деталей осуществляется следующими методами.
Первый метод. Во время обработки происходит считывание информации о характере изменения электросопротивления и магнитной проницаемости (рис. 7).
Измерение и производится с начала обработки на участ ках О1А и О2С в точках 1;
2;
3;
… к и 1;
2;
3;
… к. Сравнивая измеренные значения соотношений 1/h1;
2/h2;
3/h3;
… к/hk и 1/ h1;
2/h2;
3/h3;
… к/hk, можно определить момент, когда соотно шения i/hi и i/hi не будут постоянны, т. к. на участках АВ и СD =const, =const. Момент времени нарушения данного соотноше ния в сторону уменьшение по и увеличение по есть момент достижения h = max., соответствующий Umax (рис. 8). В этот мо мент обработка должна прекратиться, т. к. ее продолжение ведет к разупрочнению металла. Нарушение соотношения амплитуд электрических сигналов, в частности напряжений, пропорцио нальных текущим значениям и и глубины упрочнения h, ука зывает на необходимость прекращения обработки.
Угол наклона (рис. 7) зависит от химического и структурно го состава металла, а также от технологической наследственности детали. Период времени, в течение которого const, это время, в течение которого САУ технологического комплекса ППД в ПМП регистрирует экстремум функции = f(t), µ = f(t) и Т0 = f(t) и вы рабатывается команда «стоп» исполнительным механизмом.
Угол наклона (рис. 7) также является индикативным параме тром степени упрочнения детали, tg const определяет тот же пе риод времени, что и tg const. Очевидно, что tg и tg зависят от физико-химических свойств металла обрабатываемой детали.
Рис. 7. Диаграмма изменения (1) и µ (2) при ППД в ПМП Рис. 8. Диаграмма интенсивности напряжения сигналов управления при ППД в ПМП (образец из стали 45, 62, L=210 мм) Второй метод. Момент максимального упрочнения опреде ляется поиском момента экстремума изменения электросопро тивления и магнитной проницаемости металла, т. е. поиском равенства производной от электросопротивления и магнитной проницаемости нулю, которые соответствуют max h при задан ных значениях управляющих параметров согласно технологии ППД в ПМП для конкретной детали (рис. 9).
Рис. 9. Обобщенная диаграмма изменения удельного электросопротивления металла (1) и магнитной проницаемости (2) при обработке валов с.-х. машин методом ППД в ПМП Одновременное измерение и позволяет увеличить точ ность измерения и оптимизировать момент времени прекраще ния обработки, что влечет за собой снижение брака и повышение качества обработки.
Для получения заданной глубины упрочнения, меньшей, чем hmax, используется вихретоковый метод контроля. На технологиче ском комплексе ППД в ПМП применяются комбинированные вихре токовые преобразователи (ВТП). При достижении заданной глубины упрочнения h hmax вырабатывается управляющий сигнал на останов ку процесса ППД в ПМП от ВТП на исполнительные механизмы САУ.
Алгоритмический язык в рассматриваемой САУ технологи ческим комплексом ППД в ПМП установлен путем его задания исполнительной системе (рис. 10).
На основании анализа поставленных в работе задач было определено, что система управления ППД в ПМП должна содер жать 3 основных блока:
– блок поиска экстремальной точки обрабатываемого ме талла, который представляет собой электронный фазовый комму татор, состоящий из экстрематора и выходного нормализатора;
– блок поиска экстремальной точки обрабатываемого ме талла, который представляет собой аналогичный электронный фазовый коммутатор, состоящий из тех же элементов, экстрема тора и выходного нормализатора, формирующего прямоугольные сигналы управления (логической единицы и логического нуля).
При достижении max и min, которые выделяют моменты на ступления управляемых Umax, формирующих команду СТОП на исполнительные элементы технологического комплекса, блок из мерения T работает аналогично вышеперечисленным.
Система управления процессом обработки деталей ППД в ПМП создана на основе ПЛИС микросхемы (программируемая логическая интегральная схема), которая позволяет упростить процесс взаимодействия микропроцессорного контроллера с внешними дискретными устройствами (система управления ча стотой и амплитудой генератора) за счет того, что устройства мо гут быть реализованы тем же кристаллом, что и сам контроллер (XIIOS;
ALU;
SDRAM).
Для определения поверхностного сопротивления детали используется вращающееся контактное устройство, к которому подключается вольтметр через изолированные центры станка, после чего измеряется переменное напряжение с этих же центров и вычисляется значение сопротивления. Измерение магнитной проницаемости производится с помощью индукционного датчи ка и датчика Холла. Температура детали измеряется пирометром.
Адаптивная стабилизация величины напряжений в обрабатывае мой детали осуществляется электроемкостным методом.
Начало Установка изделия Включение двигателя Пуск генератора Включение датчика главного движения ПМП сопротивления Пуск двигателя Пуск двигателя продольной подачи поперечной подачи Подключение тензо- Пуск компрессора Касание детали датчика и датчика Холла max min T opt Исходное положение инструмента Стоп привода Отключение Стоп компрессора главного движения генератора ПМП циклическое обнуление электронных узлов Конец Рис. 10. Обобщенная схема работы системы автоматического управления ППД в ПМП В модернизированном варианте технологического комплек са ППД в ПМП в системе автоматизированного управления про цессом ППД в ПМП используется многофункциональные преоб разователи на основе структурных схем, работающих в режиме временного и пространственного разделения сигналов.
В главе шестой «Практическая значимость и технико экономическая оценка результатов исследования» эффектив ность разработанного технологического процесса ППД в ПМП рассматривалась в четырех основных аспектах: техническом, эко номическом, социальном и экологическом. Технический эффект выражается в разработке технологии улучшения эксплуатацион ных характеристик деталей с.-х. машин и соответствующих техни ческих средств, выполненных на уровне изобретений и являющих ся основой для разработки методов и устройств адаптационного улучшения деталей машин при их изготовлении и ремонте неза висимо от технологической наследственности.
Экономический эффект достигается снижением:
– технологической себестоимости операции упрочнения;
– капиталоемкости, энергоемкости и трудоемкости ремонта деталей.
Социальный эффект обеспечивается возможностью замены вредного производства (термообработка) на менее вредное (ППД в ПМП) и исключения на производстве профессий, относящихся к категории вредных.
Экологический эффект достигается уменьшением вредонос ного техногенного воздействия на природную окружающую среду.
В заключении приводятся основные выводы по работе. В ре зультате комплексного исследования процессов упрочнения деталей с.-х. техники методом ППД в ПМП раскрыты закономерности обра зования изменяющихся во времени и действующих в пространстве взаимозависимых связей (размерных, временных, динамических и экономических свойств материалов), которые позволили создать ма тематические модели процессов модификации структуры, фазового состава и поля напряжений в объеме детали и объединить их в еди ную конструкторско-технологическую систему, направленную на упрочнение поверхности деталей и достижение требуемых глубины упрочнения, твердости и шероховатости поверхности в заданных количествах с наименьшей себестоимостью.
Решение задачи получения требуемой глубины упрочнения на основе использования установленных закономерностей про цессов пластической деформации и технического перемагничи вания ферромагнитного материала позволяет разрабатывать вы сокоэффективные технологические процессы упрочнения дета лей класса валов при ремонте с.-х. техники в условиях РТП, МТС и МТМ, обеспечивает требуемое качество упрочненной поверх ности по показателям твердости и шероховатости при меньших материальных и энергетических затратах, чем в традиционно применяемых методах упрочнения (ТО;
ХТО;
ППД).
По результатам теоретических и экспериментальных иссле дований можно сделать следующие выводы:
1. Применение параметра глубины упрочнения поверхности де талей методом ППД в ПМП в качестве критерия оптимизации обе спечивает улучшение эксплуатационных характеристик деталей по основным технологическим и производственным показателям (мак симально возможное сохранение эксплуатационных свойств вала, гибкость технологии и условия техносферы ремонтных предприятий АПК, технологическая себестоимость и производительность).
2. Подтверждена научная гипотеза о существовании коли чественно-качественной взаимосвязи параметров структурно напря женного состояния поверхности детали (возникающего в результате одновременного протекания процессов упруго-пластического вдавли вания индентора в поверхность вращающейся детали в месте вдав ливания) с остаточными напряжениями, параметрами нагружения (усилия и скорости деформирования), характеристиками переменного магнитного поля и поверхностного слоя детали.
3. Прекращение обработки детали в момент достижения экс тремумов функций = f(t) и = f(t) обеспечивает оптимизацию процесса изменения глубины упрочнения, твердости и шерохова тости поверхности детали.
4. Использование информации о характере изменения электро сопротивления, магнитной проницаемости, температуры детали, а также величины поля напряжений в упрочняемом слое обеспечивает адаптивное управление режимами технологического воздействия и снижает риски возникновения брака при обработке детали.
5. Воздействие переменного магнитного поля на участок вала, подвергаемый поверхностному пластическому деформиро ванию при правке пластическим изгибом, обеспечивает снижение растягивающих напряжений, повышение твердости поверхности (до 40…60%) и глубину упрочнения (до 4,5 мм), в результате чего повышается износостойкость (до 45…60%).
6. Разработанные и реализованные технические средства позволяют осуществить адаптивное управление упрочнением, отличаются простотой схемно-аппаратурного и конструктивного решения, изготовления и обслуживания, низкой стоимостью, что способствует их применению не только на специализированных РТП, но и на МТС и МТМ.
7. Происходящие при ППД в ПМП комплексные измене ния структуры фазового состава и формирование эквипотен циального поля напряжений в объеме детали приводят к повы шению усталостной долговечности деталей класса валов (до 40…80%).
По теме диссертации опубликованы следующие работы:
Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК:
1. Таранов, А. С. Упрочнение валов / А. С. Таранов // Сельский механизатор. – 2006. – № 9. – С. 39–41.
2. Таранов, А. С. Надежность деталей повышается / А. С. Таранов // Сельский механизатор. – 2006. – № 12. – С. 21–24.
3. Таранов, А. С. Применение магнитного поля в упрочнении де талей сельхозмашин / А. С. Таранов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2007. – № 12. – С. 36–37.
4. Таранов, А. С. Увеличение эксплуатационного ресурса деталей сельхозмашин / А. С. Таранов // Механизация и электрификация сель ского хозяйства. – 2008. – № 12. – С. 60.
5. Таранов, А. С. Увеличение ресурса деталей сельхозмашин поверх ностным пластическим деформированием в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Достижения науки и техники АПК. – 2008. – № 12. – С. 58–59.
6. Таранов, А. С. Упрочнение рабочих органов сельхозмашин ме тодом поверхностного пластического деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Достижения науки и техники АПК. – 2009. – № 1. – С. 57–59.
7. Таранов, А. С. Упрочнение валов методом ППД в ПМП / А. С. Таранов // Тракторы и сельхозмашины. – 2009. – № 2. – С. 44–45.
8. Косилов, Н. И. Улучшение триботехнических свойств деталей сельхозмашин / Н. И. Косилов, А. С. Таранов // Достижения науки и техники АПК. – 2009. – № 2. – С. 61–63.
9. Таранов, А. С. Установка для упрочнения деталей сельхозма шин / А. С. Таранов // Механизация и электрификация сельского хозяй ства. – 2009. – № 1. – С. 30–31.
10. Манило, И. И. Оптимизация территориального размещения пунктов технического сервиса сельхозтехники / И. И. Манило, А. С. Та ранов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2009. – № 1. – С. 42–43.
Авторские свидетельства на изобретения:
11. А. с. 166819 СССР, МКИ В24В39/00 Способ упрочнения стальных деталей и устройство для его осуществления / А. С. Таранов, Ю. А. Семенов (СССР);
заявитель цНТТМ «Сигма». – 4853890/27-1079488;
заявл. 14.04.89;
опубл. 26.08.91. Бюл. № 30. – 4 с.
12. А. с. 1478668 СССР, МКИ В20 Устройство для циркуляционной обработки трубчатых изделий / А. С. Таранов, Ю. А. Семенов (СССР);
заявитель цНТТМ «Сигма». – № 4125028/23-02;
заявл. 30.09.86;
опубл.
08.01.89. Бюл. № 48. – 2 с.
13. А. с. 1253679 СССР, МКИ В08В9/00, F28G11/00 Способ очист ки внутренней поверхности полых изделий / А. С. Таранов, Ю. А. Се менов (СССР);
заявитель Курганский машиностроительный завод. – 3480781/22-12;
заявл. 09.08.82;
опубл. 30.08.86. Бюл. № 32. – 3 с.
14. П. № 2385796 RU В24В 39/04. Способ поверхностной обра ботки изделий из ферромагнитных материалов и устройство для его осуществления / Ю. А. Семенов, А. С. Таранов (Курганский ГУ). – №2009108779;
заявл. 10.03.2009. Опубл. 10.04.2010.
Публикации в других изданиях:
15. Таранов, А. С. К вопросу инженерии сопряженных поверхно стей ресурсных деталей машин / А. С. Таранов // Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей: материалы Междунар. науч.-практ. конф. – М. :
ГНУ ГОСНИТИ, 2007. – С. 56–59.
16. Манило, И. И. Упрочнение деталей поверхностным пластиче ским деформированием в переменном магнитном поле / И. И. Манило, Р. Ю. Соловьев, А. С. Таранов, А. К. Ольховацкий // Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей : материалы Междунар. науч.-техн. конф. – М. :
ГНУ ГОСНИТИ, 2007. – С. 80–86.
17. Таранов, А. С. Концентрационный генератор переменного маг нитного поля для улучшения деталей сельхозмашин методом пластиче ского деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Машинно-технологическое, энергетическое и сервисное обслуживание сельхозтоваропроизводителей Сибири : материалы Междунар. науч. практ. конф. – Новосибирск : СибИМЭ, 2008. – С. 70–72.
18. Таранов, А. С. Обеспечение устойчивости технологическо го процесса при упрочнении деталей сельхозмашин / А. С. Таранов // Машинно-технологическое, энергетическое и сервисное обслуживание сельхозтоваропроизводителей Сибири : материалы Междунар. науч. практ. конф. – Новосибирск: СибИМЭ, 2008. – С. 96–99.
19. Ильиных, е. А. Система адаптивного управления упрочнения деталей методом поверхностного пластического деформирования в пе ременном магнитном поле / е. А. Ильиных, С. А. Таранов, Н. И. Ильи ных // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы модерниза ции АПК». – Курган : КГСХА, 2010. – С. 328–331.
20. Ильиных, е. А. Решение задачи многокритериальной опти мизации в системах активного контроля технологического процесса упрочнения деталей / е. А. Ильиных, С. А. Таранов, Н. И. Ильиных // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы модернизации АПК». – Курган : КГСХА, 2010. – С. 364–367.
21. Таранов, А. С. Энергетический баланс структурно-фазовых из менений при поверхностном пластическом деформировании в перемен ном магнитном поле // Наука и производство: сб. науч. трудов. – Челябинск :
цНТИ, 2009. – С. 136–147.
22. Таранов, А. С. Система контроля эксплуатационных показате лей качества валов при их упрочнении // Экономика и производство: сб.
науч. трудов. – Челябинск : цНТИ, 2009. – С. 131–133.
23. Таранов, А. С. Упрочнение деталей типа тел вращения мето дом поверхностного пластического деформирования в переменном маг нитном поле / А. С. Таранов // Современные технологии и бизнес : сб.
науч. трудов. – Челябинск, 2006. – № 1. – С. 71–81.
24. Таранов, А. С. Оптимизация пространственного позициониро вания центров сервисного и ремонтного обслуживания сельхозтехники с учетом нечетких данных / А. С. Таранов // Современные технологии и бизнес : сб. науч. трудов. – Челябинск, 2006. – № 2. – С. 74–79.
25. Таранов, А. С. Поверхностное пластическое деформирование в переменном магнитном поле как способ модификации остаточных на пряжений в деталях класса валов / А. С. Таранов // Материалы Между нар. науч.-практ. конф., посвященной 100-летию проф. К. Г. Колганова. – Челябинск : ЧГАА, 2006. – С. 179–185.
26. Таранов, А. С. Выявление текстур в поверхностных слоях фер ромагнитных деталей, обработанных методом поверхностного пласти ческого деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Инжиниринг. Инновации. Инвестиции : сб. науч. трудов. – Челябинск, 2006. – № 8. – С. 65–68.
27. Таранов, А. С. Использование магнитных, электрических и механических характеристик конструкционных сталей для управления процессами поверхностного пластического деформирования в перемен ном магнитном поле / А. С. Таранов // Инжиниринг. Инновации. Инве стиции : сб. науч. трудов. – Челябинск, 2006. – № 8. – С. 54–59.
28. Таранов, А. С. Система автоматического управления улучше нием деталей сельхозмашин с применением технологии поверхност ного пластического деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Инжиниринг. Инновации. Инвестиции : сб. науч. трудов. – Челябинск, 2006. – №9. – С. 82–91.
29. Таранов, А. С. Эффективность метода и технических средств поверхностного пластического деформирования в переменном маг нитном поле при восстановлении валов сельхозтехники / А. С. Тара нов // Достижения науки – агропромышленному комплексу : мате риалы XLVI Междунар. науч.-техн. конф. – Челябинск : ЧГАУ, 2007. – С. 143–146.
30. Таранов, А. С. Эксплуатационные характеристики деталей сельхозмашин, обработанных методом поверхностного пластического деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Ин теллектика. Логистика. Системология : сб. науч. трудов. – Челябинск, 2007. – С. 40–44.
31. Таранов, А. С. Повышение фрикционной приспособляемости деталей сельхозмашин, обработанных методом поверхностного пласти ческого деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Интеллектика. Логистика. Системология : сб. науч. трудов. – Челябинск, 2007. – С. 44–63.
32. Таранов, А. С. Особенности смазки трущихся поверхностей, об работанных методом поверхностного пластического деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Интеллектика. Логистика.
Системология : сб. науч. трудов. – Челябинск, 2007. – С. 65–71.
33. Таранов, А. С. Упрочнение рабочих органов сельхозмашин ме тодом поверхностного пластического деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Наука и производство : сб. науч. тру дов. – Челябинск, 2007. – С. 162–167.
34. Таранов, А. С. Система автоматического управления улуч шения деталей сельхозмашин с применением технологии поверхност ного пластического деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Инжиниринг. Инновации. Инвестиции : сб. науч. тру дов. – Челябинск. – 2006. – №9. – С. 82–91.
35. Таранов, А. С. Энергетический аспект изменения внутреннего трения при обработке деталей сельхозмашин поверхностным пластиче ским деформированием в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Инжиниринг. Инновации. Инвестиции : сб. науч. трудов. – Челябинск. – 2006. – №9. – С. 91–100.
36. Манило, И. И. Упрочнение деталей поверхностным пластиче ским деформированием в переменном магнитном поле / И. И. Манило, Р. Ю. Соловьев, А. С. Таранов, А. К. Ольховацкий // Технологические рекомендации. – М. : ГНУ ГОСНИТИ, 2007. – С. 51–53.
37. Таранов, А. С. Влияние магнитного поля на диффузию при упрочнении валов пластическим деформированием в переменном маг нитном поле / А. С. Таранов // Достижения науки в реализации нацио нального проекта. Развитие АПК : материалы Междунар. науч.-практ.
конф. – Курган : КГСХА, 2006. – С. 75–77.
38. Таранов, А. С. Упрочняющие технологии валов при изготовлении и ремонте сельхозтехники / А. С. Таранов // Достижения науки в реализации национального проекта. Развитие АПК : материалы Междунар. науч.-практ.
конф. – Курган : КГСХА, 2006. – С. 77–80.
39. Таранов, А. С. Улучшение качества поверхности деталей, осно ванное на диффузионном массопереносе углерода / А. С. Таранов // Совер шенствование технических процессов изготовления деталей машин: мате риалы Междунар. науч.-практ. конф. – Курган : КГСХА, 1991. – С. 48–50.
40. Таранов, А. С. Упрочнение валов поверхностным пластиче ским деформированием в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Достижения науки в реализации национального проекта. Развитие АПК :
материалы Междунар. науч.-практ. конф. – Курган : КГСХА, 2006. – С. 118–200.
41. Манило, И. И. Повышение эффективности правки валов при менением поверхностного пластического деформирования в перемен ном магнитном поле / И. И. Манило, А. С. Таранов // Экологизация технологий: проблемы и решения : материалы Междунар. науч.-практ.
конф. – М. ;
Курган, 2004. – С. 50–53.
42. Манило, И. И. Повышение эксплуатационной надежности валов / И. И. Манило, А. С. Таранов. – СПб. : МАНЭБ, 2000. – 37 с.
43. Таранов, А. С. Способ обработки поверхностей цилиндриче ских деталей в переменном магнитном поле / А. С. Таранов, Ю. Н. Ло моносов, П. Н. Лапшин, И. И. Манило // Информационный листок о НТД № 94-10. – Курган : цНТИ.
44. Таранов, А. С. Диалоговая программа расчета параметров процесса упрочнения поверхностного слоя стальных деталей мето дом ППД в ПМП / А. С. Таранов, И. И. Манило, В. Н. Сызранцев, Иг.
Ив. Манило // Информационный листок о НТД № 94-18. – Курган :
цНТИ, 1994.
45. Таранов, А. С. Технология упрочнения истоков кузнечных мо лотов / А. С. Таранов, В. Н. Сызранцев, И. И. Манило, Иг. Ив. Манило // Информационный листок о НТД № 94-17. – Курган : цНТИ, 1997.
46. Таранов, А. С. Применение методологии проектирования ре структуризации организаций в реализации национального проекта АПК / А. С. Таранов // Экономика и производство : сб. науч. трудов. – Челябинск : цНТИ, 2007. – С. 106–109.
47. Таранов, А. С. Информационное обеспечение технологиче ской подготовки производства упрочнения деталей сельхозмашин по верхностного пластического деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Экономика и производство : сб. науч. трудов. – Челябинск : цНТИ, 2007. – С. 66–68.
48. Таранов, А. С. Концентрационный генератор переменного магнитного поля для улучшения деталей сельхозмашин методом по верхностного пластического деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Экономика и производство : сб. науч. трудов. – Челябинск : цНТИ, 2007. – С. 24–27.
49. Таранов, А. С. Обеспечение промышленной безопасности при обработке деталей сельхозмашин методом поверхностного пластиче ского деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Экономика и производство : сб. науч. трудов. – Челябинск : цНТИ, 2007. – С. 56–60.
50. Таранов, А. С. Надежность подшипниковых узлов при эксплу атации сельхозтехники / А. С. Таранов // Экономика и производство : сб.
науч. трудов. – Челябинск : цНТИ, 2007. – С. 40–42.
51. Таранов, А. С. Технология и оборудование гидроабразивной обработки агрегатов, узлов и деталей сельхозтехники / А. С. Таранов // Экономика и производство : сб. науч. трудов. – Челябинск : цНТИ, 2007. – С. 94–99.
52. Таранов, А. С. Повышение качества рабочих органов сельско хозяйственных машин поверхностным пластическим деформированием в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Управление качеством и резервы экономического роста предприятий и организации : материалы Междунар. науч.-практ. конф. – Пенза, 2008. – С. 27–29.
53. Таранов, А. С. Управление качеством рабочих поверхностей деталей машин методом поверхностного пластического деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Материалы Междунар.
науч.-практ. конф. – Пенза, 2008. – С. 16–20.
54. Таранов, А. С. Повышение качества рабочих поверхностей де талей сельхозмашин с применением упрочняющей обработки / А. С. Та ранов // Интеллектика, логистика, системология : сб. науч. трудов. – Че лябинск : цНТИ, 2008. – С. 46–49.
55. Таранов, А. С. Управление качеством обработки деталей сельхоз машин методом поверхностного пластического деформирования в пере менном магнитном поле / А. С. Таранов // Интеллектика, логистика, систе мология : сб. науч. трудов. – Челябинск : цНТИ, 2008. – С. 30–33.
56. Таранов, А. С. Определение основных параметров процесса обработки деталей сельхозмашин методом ППД в ПМП с применением многофакторного эксперимента / А. С. Таранов // Устойчивое развитие агропромышленного комплекса и сельских территорий : материалы Меж дунар. науч.-практ. конф. : В 4 т. – Курган : КГСХА, 2008. – Т. 4. – С. 88–92.
57. Таранов, А. С. Стабилизация технологического процесса упрочнения деталей сельхозмашин методом поверхностного пластиче ского деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Труды Всероссийского научно-исследовательского технологич. ин-та ремонта и эксплуатации машинотракторного парка ГОСНИТИ. – М.:
ГОСНИТИ, 2008. – Том 102.– С. 99–101.
58. Таранов, А. С. Обоснование технологии модификации эксплу атационных параметров деталей при ремонте сельхозмашин / А. С. Та ранов // Современные технологии и бизнес : сб. науч. трудов. – Челя бинск : цНТИ, 2008. – С. 50–54.
59. Таранов, А. С. Стратификация рабочих поверхностей деталей сельхозмашин при обработке методом ППД в ПМП / А. С. Таранов // Со временные технологии и бизнес: сб. науч. трудов. – Челябинск : цНТИ, 2008. – С. 28–30.
60. Таранов, А. С. Система контроля эксплуатационных показателей качества валов при их упрочнении / А. С. Таранов // Современные техно логии и бизнес: сб. науч. трудов. – Челябинск : цНТИ, 2009. – С. 131–134.
61. Таранов, А. С. Установка для упрочняющей обработки деталей сельхозмашин / А. С. Таранов // Инновационные пути решения проблем АПК: материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 65-летию Курганской ГСХА. – Курган : КГСХА, 2009. – С. 366–374.
62. Таранов, А. С. Автоматическая система управления качеством упрочнения деталей сельхозмашин методом поверхностного пластического деформирования в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Наука и производство: сб. науч. трудов. – Челябинск : УРО РАеН, 2010. – С. 105–109.
63. Таранов, А. С. Изменение энергетического баланса деталей при упрочнении методом поверхностного пластического деформирова ния в переменном магнитном поле / А. С. Таранов // Наука и произ водство: сб. науч. трудов. – Челябинск : УРО РАеН, 2010. – С. 109–112.
64. Таранов, А. С. Упрочняющие технологии, основанные на принципах самоорганизации металла /А. С. Таранов // Вестник разви тия науки и образования. – 2009. – №6. – С. 19–26.
65. Таранов, А. С. Автоматизация управления качеством упрочне ния деталей с.-х. машин методом ППД в ПМП / А. С. Таранов // Научное обозрение. – 2006. – № 6. – С. 66–69.
66. Таранов, А. С. Контроль качества упрочнения металла вих ретоковым методом / А. С. Таранов // Научная жизнь. – 2010. – № 1. – С. 29–31.
67. Таранов, А. С. Технология упрочнения рабочих органов с.-х.
машин ППД в ПМП / А. С. Таранов // Научная жизнь. – 2010. – № 1. – С. 31–36.
68. Таранов, А. С. Энергетический баланс структурно-фазовых из менений при поверхностном пластическом деформировании в перемен ном магнитном поле/ А. С. Таранов // Наука и производство: сб. науч.
трудов. – Челябинск : УРО РАеН, 2009. – С. 136–148.
69. Таранов, А. С. Система контроля эксплуатационных показателей качества валов при их упрочнении / А. С. Таранов // Наука и производство:
сб. науч. трудов. – Челябинск : УРО РАеН, 2010. – С. 112–115.
70. Соловьев, Р. Ю. Энергетический аспект технологии упрочне ния деталей машин / Р. Ю. Соловьев, А. С. Таранов // Инновационные технологии в машинно- и приборостроении : материалы Междунар.
науч.-практ. конф. 14 апреля 2010 г. / отв. ред. А. П. Моргунов. – Омск :
Изд-во ОмГГУ, 2010. – С. 184–187.
71. Таранов, А. С. Схема автоматического контроля качества упрочнения деталей сельхозмашин / А. С. Таранов // Инновационные технологии в машинно- и приборостроении : материалы Междунар.
науч.-практ. конф. 14 апреля 2010 г. / отв. ред. А. П. Моргунов. – Омск :
Изд-во ОмГГУ, 2010. – С. 62–65.