Ресурсосберегающие направления совершенствова- ния эксплуатации и ремонта машин и оборудования сельскохозяйственного производства

На правах рукописи

Лебедев Анатолий Тимофеевич

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВА-

НИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТА МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальности: 05.20.01 – Технологии и средства механизации

сельского хозяйства (по техническим наук

ам)

05.20.03 – Технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Зерноград 2012 2

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образователь ном учреждении высшего профессионального образования «Ставропольский государственный аграрный университет»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор Краснов Иван Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Валуев Николай Васильевич доктор технических наук, профессор Некрашевич Владимир Федорович доктор технических наук, профессор Пучин Евгений Александрович Ведущее предприятие: Государственное научное учреждение Всероссий ский научно-исследовательский институт исполь зования техники и нефтепродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИТиН «Россельхозакадемии»)

Защита диссертации состоится «» _ 2012 г в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.001.01 при ФГБОУ ВПО «Азово Черноморская государственная агроинженерная академия» по адресу: 347740, Ростовская область, г. Зерноград, ул. Ленина, 21, в зале заседаний диссертаци онного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Азово Черноморская государственная агроинженерная академия».

Автореферат разослан «» _ 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Н.И. Шабанов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Государственной программой развития сель ского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сы рья и продовольствия на 2008-2012 годы предусмотрено инновационное разви тие отрасли, ускоренный переход к использованию новых высокопроизводи тельных и ресурсосберегающих технологий. Одним из контрольных индикато ров Программы является увеличение производства продукции в хозяйствах всех категорий к 2012 г. на 24,1% по отношению к 2006 г.

Несмотря на принятые меры, анализ реальной ситуации показывает, что существующие темпы обновления средств механизации и сельскохозяйственной техники крайне не удовлетворительны. За последние пять лет сельскохозяйст венными производителями приобретено в 3 раза меньше техники (например, тракторов), чем намечено Программой.

На российский рынок поставляются десятки образцов машин отечествен ного и импортного производства, которые выполняют однотипные технологиче ские операции, но отсутствие объективного метода оценки технических средств затрудняет их оптимальный выбор. Кроме того, невысокая надежность сущест вующего парка машин стала серьезным фактором снижения экономических по казателей отрасли. Затраты на ремонт техники в настоящее время составляют почти 60 млрд. руб. и составляют 12…15% в структуре себестоимости отдель ных видов продукции. Отсутствие ряда позиций техники конкурентоспособного отечественного производства вынуждает хозяйства приобретать зарубежную технику, доля которой в структуре парка машин постоянно увеличивается.

В связи с этим разработка ресурсосберегающих направлений и методоло гических подходов повышения эффективности сельскохозяйственного произ водства за счет совершенствования эксплуатации, ремонта, повышения надеж ности и долговечности находящихся в реальных условиях сельхозпредприятий средств механизации, представляют важную для науки и производства народно хозяйственную проблему.

Цель работы – разработка и реализация ресурсосберегающих направле ний эксплуатации и ремонта сельскохозяйственных машин и оборудования, обеспечивающих повышение надежности и эффективности производства с.-х.

продукции.

Объект исследования – технологические процессы сельскохозяйственно го производства, свойства и тип технических средств, используемых в них, а также свойства и параметры рабочих поверхностей деталей машин.

Предмет исследования – закономерности повышения эффективности технологических процессов на этапах выбора технических средств и использо вания газодизельных энергосредств, формирования ресурсосбережения обеспе чением требуемых свойств и параметров рабочих поверхностей деталей машин и оборудования сельскохозяйственного производства.

Методы исследований представлены комплексным использованием ма тематического анализа и системного подхода, теорий вероятности и надежности, математической статистики, разработкой усовершенствованных методик стен довых и эксплуатационных испытаний, методов планирования многофакторных экспериментов, применением современного комплекса подготовки образцов и металлографического анализа структуры и свойств поверхностных слоев дета лей машин, высокоточной измерительной и вычислительной техники. В отдель ных случаях разрабатывались частные методики испытаний и оригинальное оборудование к ним.

Научная новизна. Разработана обобщенная модель совершенствования производства с.-х. продукции по показателям надежности и эффективности тех нологических процессов (ТП). На основе системного подхода и анализа техни ческих средств выявлена низшая ступень их иерархии – рабочие поверхности деталей машин, которые включены в иерархические схемы как системообра зующий фактор, управляющий надежностью и эффективностью системы. Разра ботана новая классификация ключевых процессов, которые позволяют формали зовать и математически описать большинство реальных ТП. Предложена новая методика оценки технических средств с учетом их надежности и условий экс плуатации. Теоретически обоснована возможность повышения эффективности ТП за счет применения альтернативных видов топлива при переоборудовании дизельных энергосредств в газодизельные. Получены математические модели регулирования подачи газа и дизельного топлива, устанавливающие взаимосвязь между крутящим моментом и режимными точками изменения теплотворности смеси двигателя в газодизельном режиме.

Определены общие закономерности контактного взаимодействия рабочих органов с модельными материалами, позволившие рекомендовать параметры формы их рабочих поверхностей для всех ключевых процессов. На примере ТП смешивания установлены теоретические зависимости степени однородности смеси, затрат энергии и производительности непрерывных смесителей от формы и режимов их работы. Получена математическая модель повышения долговеч ности оборудования на примере вакуумного насоса пластинчатого типа за счет создания требуемых свойств и режимов функционирования рабочих поверхно стей деталей, контактирующих друг с другом. Обоснована целесообразность модернизации конструкции его на этапах проектирования и ремонта.

Практическая значимость работы. Предложена обобщенная методика повышения эффективности ТП, в основу которой положена новая классифика ция рабочих поверхностей деталей машин, позволяющая оценивать как сущест вующие технологии, так и предлагаемые, по обобщенному критерию качества работы и показателю фактической результативности. Разработана методика объ ективной оценки, учитывающая технический уровень, надежность и эксплуата ционные затраты новых технических средств, а также их изменение с увеличе нием срока службы техники, обеспечивающая выбор отечественных и импорт ных машин до их приобретения. Усовершенствована газодизельная система (RU 2362036) более точного регулирования параметров топливоподачи на энергоем ких операциях обработки почвы. Разработаны предложения по оптимизации формы рабочих поверхностей основных деталей машин и оборудования всех ключевых процессов сельхозпроизводства.

Методологический подход к повышению эффективности ТП увеличением надежности и долговечности средств механизации, применяемых в них, за счет создания требуемых свойств рабочих поверхностей деталей, контактирующих друг с другом, позволил:

- разработать новые конструкции ротационных пластинчатых компрессо ров (RU 43043, RU 48602, RU 54107, RU 2333392), внедрение которых при мо дернизации обеспечит повышение межремонтного ресурса в 1,8…2,5 раза. Это дает возможность дальнейшего совершенствования целого ряда других процес сов с аналогичным оборудованием (дозаторы, шлюзовые затворы, высевающие аппараты, компрессоры, пневмо- и гидродвигатели, гидродинамические нагре ватели и др.);

- обосновать новые способы восстановления прецизионных деталей (RU 2423214) и деталей из алюминия и его сплавов (RU 2427457), обеспечивающие улучшенные свойства поверхностных слоев деталей машин;

- для соединения деталей типа «вал – втулка» с натягом, предложен новый способ RU 2428295, а для соединений, неподвижность которых обеспечивается шпонками, создана конструкция съемной самозажимной ступицы (RU 2402701), которые обеспечивают повышение долговечности, ремонтопригодности соеди нений и их многократную разборку и сборку.

Результаты исследований положены в основу методики «Оценки техни ческих средств при их выборе», опубликованной в одноимённой монографии и принятой в качестве научно-методического материала в службах и подразделе ниях МСХ. Они внедрены в технологической документации на процессы уп рочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин с использованием ме стных сырьевых источников на предприятиях МСХ СК, и упрочнении лемехов на ОАО «Светлоградагромаш»;

в технологических рекомендациях по контролю и повышению качества деталей дизельной топливной аппаратуры в организаци ях снабжения ЗАО КПК «Ставропольстройопторг» и Техническом центре ОАО «Ставропольагропромснаб»;

в технологической документации на изготовление ремонтного комплекта приводных шкивов и звездочек зерноуборочных комбай нов (RU 2402701) на ОАО РТП «Усть-Лабинсктехсервис» Краснодарского края.

Результаты научных исследований (RU 2428295, RU 2402701, RU 2427457, RU 2423214, RU 2362026) переданы ОАО РТП «Курганинское» Краснодарского края, использованы в комплектах технологической документации на модерниза цию вакуумных насосов пластинчатого типа (RU 2333392, RU 54107) для ре монтно-технических предприятий Шпаковского района Ставропольского края (СК), а также Министерства промышленности, энергетики и транспорта СК;

в конструкторской и технологической документации на процессы приготовления кормосмесей для рыб малогабаритными смесителями (RU 54531, RU 2299789) в условиях прудовых хозяйств в Ассоциации рыбоводческих хозяйств СК.

Результаты исследований внедрены в учебном процессе СтГАУ, Азово Черноморской ГАА (г. Зерноград), Кубанского ГАУ (г. Краснодар), Горского ГАУ (г. Владикавказ) и Кабардино-Балкарской ГСХА (г. Нальчик).

Апробация. Основные положения и результаты исследований доложены и обсуждены: на международных научно-технических конференциях ВНИП ТИМЭСХ (г. Зерноград, 1990-1991 г.г.), (г. Пермь, 1991 г.), СтГСХА (г. Ставро поль, 1987-1998 г.г.), КубГАУ (г. Краснодар, 2000 г.);

«Производство и ремонт машин», СтГАУ (г. Ставрополь, 2005);

на научно-практических конференциях СтГАУ (г. Ставрополь, 2005-2011г.г.);

РГАЗУ (г. Москва, 2007 г.);

VII - VIII ме ждународных конференциях “Трибология и надежность” (г. Санкт-Петербург, 2007-2008 гг.);

на XII международной выставке-конгрессе “Высокие технологии.

Инновации. Инвестиции” (г. Санкт-Петербург, 2007 г.);

на I - VI международных научно-практических конференциях в рамках VIII - XIII международных агро промышленных выставок “Агроуниверсал” (г. Ставрополь, 2005-2011 г.г.);

на Всероссийской научно-производственной конференции ГорГАУ (г. Владикав каз, 2010 г.). Новые разработки демонстрировались на международных выстав ках: “Высокие технологии. Инновации. Инвестиции” (Hi-Tech) (г. Санкт Петербург, 2005, 2006, 2008 гг.);

на VII- XI краевых специализированных вы ставках “Урожай ” ( г. Михайловск, 2005-2010 г.г.);

на международной выставке сельскохозтехники «Юг-Агро». (г. Краснодар,2007 г.);

выставке-конкурсе Тор гово-промышленной палаты «Инновации года» г. Ставрополь, 2009 – 2011г.г.

На защиту выносятся следующие положения:

- обобщенная модель совершенствования производства с.-х. продукции по показателям надежности и эффективности технологических процессов;

- иерархическая схема технических систем и классификация рабочих по верхностей деталей машин, являющихся низшим элементом системы, позво ляющим управлять ее надежностью и эффективностью;

- новая классификация ключевых технологических процессов, которые по зволяют формализовать и математически описать большинство реальных сель скохозяйственных процессов;

- методика повышения ресурса сельскохозяйственной техники и эффек тивности технологии ее ремонта;

- методика объективной оценки выбора новых технических средств с уче том технического уровня, надежности и эксплуатационных затрат, а также изме нения их с увеличением срока службы техники;

- аналитическая зависимость повышения эффективности технологических процессов за счет применения альтернативных видов топлива при переоборудо вании дизельных энергосредств в газодизельные;

- математическая модель, конструкция газодизельной системы регулиров ки топливоподачи газодизеля тракторов, а также результаты производственных исследований МТА с ними на операциях обработки почвы (на примере К-701);

- математическая модель и результаты исследований контактного взаимо действия рабочего органа с модельными материалами;

- математическая модель повышения эффективности ТП за счет создания требуемых свойств и режимов функционирования рабочих поверхностей дета лей, контактирующих друг с другом, а также результаты экспериментальных ис следований повышения долговечности вакуумного насоса;

- рекомендации производству и их технико-экономическая оценка.

Публикации. По теме диссертации опубликовано более 50 печатных ра бот, в их числе 3 монографии, 3 учебных пособия, 19 работ в рекомендованных ВАК изданиях, 15 патентов на изобретения и полезные модели и др.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованной литературы и 29 приложений. Она изложена на 474 страницах, из которых 372 основного текста и содержит рисунков, 17 таблиц, библиографический список из 339 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность научной проблемы, определены цель работы, объект, предмет и методы исследований. Показана научная новиз на, практическая значимость работы и степень реализации результатов исследо ваний, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен анализ состояния проблемы совершенствова ния эксплуатации и ремонта машин и оборудования с.-х. производства.

Отмечена необходимость дальнейшего поиска реальных путей повыше ния эффективности сельскохозяйственных технологий, снижения себестоимости производимой продукции, совершенствования эксплуатации и ремонта машин и оборудования сельхозпроизводства, составляющих важную народно хозяйственную проблему, решению которой посвящены работы не только веду щих научных коллективов ГОСНИТИ, ВИМ, РОСИНФОРМАГРОТЕХ, СКНИИМЭСХ, ВНИИТИН, ВНИИКОМЖ, МГАУ, РГАЗУ, ЧГАУ, СПбГАУ, КубГАУ, СГАУ, БГАУ, ГорГАУ, СтГАУ, ОренГАУ, ОрелГАУ, АЧГАА, КБГСХА, УГСХА, СГСХА, БелГСХА и других, но и известных в нашей стране и за рубежом учёных.

Фундаментальные исследования в разработку технологических процессов, создание и совершенствование с.-х. машин и тракторов, развитие учения о зем ледельческой механики заложили В.П. Горячкин, И.И. Артоболевский, В.Н.

Болтинский, П.М. Василенко, В.А. Желиговский, А.Б. Лурье, Б.С. Свирщевский, Н.М.Летошнев, Г.Н. Синеоков, И.П. Ксеневич, С.А. Иофинов, С.А. Алферов, Н.Н. Кленин, А.Н. Зюлин, Э.И. Липкович, Э.В. Жалнин, Н.Е. Резник и другие. В решение проблемы на основе комплексного подхода к повышению эффективно сти технологических процессов растениеводства значительный вклад внесли О.Г. Ангилеев, В.Б. Рыков, С.А. Сидоров, Н.В. Валуев, Я.П. Лобачевский, Н.Е.

Руденко, Е.И. Трубилин, Ю.И. Бершицкий, А.Б. Кудзаев и другие, а животно водства – В.Р. Алешкин, В.А. Богомягких, А.И. Завражнов, А.Ф. Иванов, Л.П.

Карташов, В.Г. Коба, И.Н. Краснов, Г.М. Кукта, Д.Н. Мурусидзе, С.В. Мельни ков, В.И. Особов, В.Ф. Некрашевич, П.М. Рощин, А.М. Семенихин, В.И. Сыро ватка, В.И. Щербина, В.Ф. Хлыстунов, И.А. Хозяев, Н.П. Алексенко и другие.

Полученные ими данные на современном этапе требуют уточнения и корректи ровки в связи с возрастающим влиянием на всех участников технологического процесса и его конечный результат фактора «социальный заказ общества».

Важным источником ресурсосбережения в с.-х. производстве является но вое современное направление использования альтернативных и нетрадиционных источников энергии, которое нашло отражение в научных исследованиях В.А.

Маркова, С.Н. Девянина, Г.С. Савельева, Е.Т. Каурова, И.М. Коклина и других.

В реальных условиях эксплуатации это ресурсосберегающее направление требу ет дальнейших исследований и может дать наибольшую отдачу при условии создания высокоэффективных систем регулирования топливоподачи, которые необходимы при переоборудовании энергосредств.

Большой вклад в развитие теории и практики технического обслуживания и ремонта сельскохозяйственных машин, повышения их надежности, развитие способов восстановления деталей и повышение их долговечности внёс коллек тив кафедры ремонта машин АЧГАА. Широко известны работы М.Н. Ерохина, В.И. Казарцева, В.Н. Кряжкова, И.В. Исуповой, А.П. Гукова, Ю.А. Конкина, И.С. Левитского, В.П. Лялякина, В.М. Михлина, Е.А. Пучина, А.Г. Пастухова, А.Э. Северного, А.И. Селиванова, В.В. Сафонова, А.И.Сидорова, Н.Ф. Тельнова, И.Е. Ульмана, В.И. Цыпцына, В.И. Черноиванова, М.И. Юдина и других.

Анализ опубликованных работ показывает, что главной задачей ресурсос берегающего направления, связанного с ремонтом техники, должно быть прида ние таких особых и необходимых качественных свойств рабочим поверхностям деталей машин, которые обеспечивают увеличение долговечности машины в це лом или её безотказную работу в заданном интервале работ. При этом методы и способы ремонта должны устранять причины, приводящие к отказу изделия.

Исключительная важность знаний о качестве поверхностных слоев и их изменении на всех этапах жизненного цикла изделий положила начало новому направлению – учению об инженерии поверхности, в котором особую значи мость приобретают направления по оптимизации формы рабочих поверхностей.

Исходя из этого в задачи исследований входили:

1. Разработка теоретической модели совершенствования производства с.-х.

продукции по показателям надежности и эффективности технологических про цессов.

2. Совершенствование иерархической схемы технических систем и клас сификации рабочих поверхностей деталей машин как системообразующего фак тора, который позволит управлять надежностью и эффективностью системы.

3. Разработка классификации условно элементарных технологических процессов, обеспечивающей формализацию и математическое описание любого или большинства реальных производственных процессов (ТП).

4. Разработка методики повышения ресурса сельскохозяйственной техни ки, эффективности технологии ее ремонта и оценки технических средств с уче том их надежности и условий эксплуатации.

5. Теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение по вышения эффективности технологических процессов за счет применения аль тернативных источников энергии (на примере модернизации дизельных энерго средств в газодизельные).

6. Обоснование путей и методов повышения эффективности технологиче ских процессов за счет создания требуемых свойств рабочим поверхностям де талей, контактирующих со средой (на примере перераспределения частиц в ма териале для достижения заданных соотношений).

7. Совершенствование технологических процессов за счет создания тре буемых свойств рабочим поверхностям деталей, контактирующих друг с другом (на примере повышения надежности работы пар трения вакуумных насосов).

8. Разработка рекомендаций по внедрению результатов исследований в производство и их технико-экономическая оценка.

Во второй главе рассмотрены общие методологические и концептуальные подходы к повышению эффективности технологических процессов сельскохо зяйственного производства.

Обобщая ряд исследова ний, в которых отражены новые подходы к решению проблемы эффективности ТП, нами пред ложена обобщенная модель формирования и повышения эф фективности ТП (рис. 1).

Любой ТП можно предста вить как сложную систему, в ко торой случайным образом фор мируются между ее подсистема ми и элементами связи, завися щие от множества переменных, объективных и субъективных факторов. На выходе из ядра этой системы появляется итог этого взаимодействия в виде «результата», а в некоторых слу чаях может быть получена и ко нечная продукция. Система, формирующая результат ТП, представляет собой совокуп Рисунок 1 – Обобщенная модель формирования эффективности ТП ность двух подсистем «человек машина-среда» (ЧМС) и «человек–машина–животное» (ЧМЖ), которые нахо дятся во взаимодействии с важной подсистемой «социальный заказ общества»

(СЗО). Центральной частью систем ЧМС и ЧМЖ является «триада» академика В.П. Горячкина.

В общую модель ТП, кроме функционала YСЗО, включены параметры че ловека-оператора Yч, который участвует в системах ЧМС и ЧМЖ, параметры передвижного или стационарного энергосредства YЭ, параметры рабочей маши ны (или машин) Yм, параметры среды Yс и параметры животного Yж.

Эффективность ТП можно оценить функционалом вида YТП = f(Yсзо, Yч, Yж, Yм, Yэ, Yс), (1) где YТП - функционал, отражающий текущее состояние участников ТП;

YСЗО = f(Сi, Пj, ПPk, Юi, Аn, Тt,) – функционал состояния подсистемы СЗО, зависящий от комплексов, характеризующих социальные (Сi,), политические (Пj,), правовые (ПPk), юриди ческие (Юi,), агрономические (Аn,), инженерно-технологические (Тt) и другие условия, допол нительно изменяющихся в своих пределах (i, j, k, n, a, t);

Yч = f(Мч, Кч, СОч, Тч,) – параметр подсистемы «человек-оператор», зависящий от со вокупности комплексов мотивационной (Мч), квалификационной (Кч) оценок, оценки мораль ного и физического состояния (СОч), надежности и точности человека (Тч) при выполнении операций и других показателей;

Yж = f(Бж, Гж, Wж, Cож, Уж, Кж) – параметр подсистемы «животное» в функции ком плексов, характеризующих биологические (Бж), генетические (Гж), продуктивные (Wж) свой ства, состояние животного (Cож), условия содержания (Уж), качество кормления (Кж ) и др.;

Yс = f(ФМс, Wc, Bc, Ac, Гс,) – функционал подсистемы «среда» в функции комплексов, характеризующих физико-механические свойства (ФМс), влажность (Wc), выравненность (Bc), агрегатное состояние (Ac), готовность среды (Гс) и другие показатели;

Yэ = f(Nэ, hэ, qэ, КГэ, …) – функционал подсистемы «энергосредство» в функции ком плексов, характеризующих мощность (Nэ,), коэффициент полезного действия (hэ), удельный расход топлива (qэ), коэффициент готовности энергосредства (КГэ) и другие показатели;

Yм = f(Wм, КГм, kм, Тм, …) – функционал подсистемы «рабочая машина» в функции комплексов, характеризующих производительность (Wм), коэффициент готовности (КГм), удельное сопротивление (kм), технологичность рабочего процесса машин (Тм) и др.

Рассматривая реализацию ТП с точки зрения вероятностного процесса и представляя все составляющие в виде вероятности эффективного функционирова YТП = + ( 1) ния подсистем и элементов, можно записать:

, (2) Y гдеYi – функционалы, оказывающие влияние на реализацию ТП;

N – общее количество подсистем, входящих в функционал.

Конечный результат оценивается «обобщенным критерием качества», как степень соответствия получаемого результата заданному значению по одному или нескольким показателям, зависящим от прямого назначения ТП:

Q = Ф(Sр, Nр, Тр, Ур, Кр, …), (3) где Q – обобщенный критерий качества результата, составляющие которого характери зуют степень неравномерности (Sр), отклонения от нормы (Nр), разброс технологических пока зателей (Тр), уровень потерь продукции (Ур), потери её качества (Кр) и др.

Каждый функционал Yi имеет физический смысл надежности подсисте дого из участников ТП, может служить показатель р = / – фактическая мы, а ненадежность можно оценить показателем i = 1 - Yi. Тогда для сравнения разных вариантов ТП, оценки эффективности технических средств, а также каж результативность i- того объекта. Физический смысл показателя Фрi заключает ся в соотношении надежных применений объекта на каждое ненадежное.

Общий эффект реализации технологического процесса по этой методике ЭТП = общ, З определяется по минимуму удельных затрат на производство продукции:

ВТП (4) где ЭТП – эффект по удельным затратам на производство продукции;

ЭТП ® min;

Зобщ – общие затраты на производство продукции.

При расчете эффекта учитываются не только фактически необходимые затраты, но и дополнительные, связанные с принятой схемой реализации ТП и потерями качества продукции, тогда Зобщ = З + DЗТП + DЗQ, (5) где З – затраты на получение продукции;

DЗТП - дополнительные затраты, связанные с надежностью подсистем ТП, DЗТП =f(YСЗО, Yч, Yж, Yс, Yэ, Yс), (6) DЗQ – дополнительные затраты из-за низкого качества продукции, или недостаточного уровня обобщенного критерия качества Q.

Эти затраты можно найти, уста новив зависимость:

DЗQ =f(ПВ, ПQ, Пэ, Пс, …), (7) где ПВ, ПQ, Пэ, Пс, соответственно, потери продукции, качества, энергии, сырья и др.

Обобщенная модель повышения эффективности ТП устанавливает фак тический результат и затраты на его достижение. Для совершенствования Рисунок 2 – Схема ключевых процессов с. ТП с.х. производства, управления ими х. производства и повышения их эффективности на всех стадиях жизненного цик ла технических средств, предла гается новая классификация ТП через ключевые процессы (рис. 2).

Они объединены в 5 групп. Вы деление ТП в соответствующую группу осуществляется по функ циональному признаку, который является главным критерием и определяющим параметром, дос тижение которого необходимо в конце этого процесса. Основная роль в осуществлении ТП при надлежит техническим средствам, которые можно рассматривать как сложные технические систе мы, состоящие из множества под систем и элементов. Элементы являются низшим уровнем систе мы, формируют и определяют общую фундаментальную надеж ность всей технической системы.

В общую классификацию Рисунок 3 – Классификация рабочих поверхностей деталей нами добавлена еще одна ступень, которая отражает низший элемент системы – рабочие поверхности деталей машин (РПДМ). При этом предложен новый под ход к оценке надежности технических средств через обеспечение требуемых свойств РПДМ. В основе предлагаемого метода – принцип модернизации или создания таких требуемых или необходимых свойств РПДМ, которые полно стью отвечают функциональному назначению и условиям применения рабочих органов (рис.3).

Работа большинства сельскохозяйственных машин и орудий связана с прямым их воздействием на обрабатываемый материал. При этом преобладают механические воздействия, приводящие к изменению первоначальных свойств этих объектов. Это позволило нам сформулировать суть нового методологиче ского подхода, который состоит не только в объединении ТП в ключевые, но и создании объективно оптимальных форм и свойств РПДМ, соответствующих главному целевому назначению ТП.

Процессы взаимодействия рабочих органов с материалом характеризуют ся тем, что на всем протяжении контакта энергия рабочего органа передается и распространяется в материале в некотором объеме. Общая зона распространения деформаций в материале имеет сложную форму. На размеры зоны деформации влияют форма и свойства рабочей поверхности рабочего органа (А), свойства среды (Б), нагрузки и давление в контакте (С). Общий объем зоны распростра зд = (А, Б, С), нения деформации в материале (Vзд) можно представить в виде:

(8) а общие закономерности развития зоны деформации в материале установлены в ходе проведения экспериментальных исследований.

Особенности методологических подходов и теоретическое обоснование долговечности рабочих поверхностей, контактирующих друг с другом, пред ставлены для подвижных и неподвижных соединений. Влияние контакта в под вижных соединениях, рассмотрено на основе энергетического подхода к распро странению и передаче энергии между поверхностными слоями деталей.

Наличие выступов и впадин на РПДМ, контактирующих друг с другом, формирует фактическую площадь контакта Sr и закладывает условия фрикцион ной связи между ними. При нагружении контакта подводимая энергия, с учетом п=( + ) в+ а, преодоления сил адгезионного взаимодействия, составляет:

(9) где и t фактические нормальное и касательное напряжения в контакте, e и g отно сительные сближения и сдвиг при нагружении контактной зоны и нарушении фрикционной связи, в – фактический объем контактного взаимодействия, a работа внешних сил по пре одолению адгезионного взаимодействия между сопряженными поверхностями.

Распространение волны деформации происходит в контактной зоне, на сыщенной различными дефектами в строении материалов. При встрече c ними упорядоченное волновое движение претерпевает изменение. Механическая энергия преобразуется в тепловую с последующим ее рассеиванием в некотором кр = в т а, критическом объеме контактной зоны:

где Т глубина тепловой зоны, (10) в параметр взаимодействия, зависящий от характера нарушения фрикционной связи.

В результате рассеяния энергии при однократном нарушении фрикцион ной связи в критическом объеме устанавливается энергоплотность:

Ер = п / кр.

(11) При последующих нарушениях фрикционной связи энергоплотность кон тактной зоны накапливается и возрастает до критического значения, соизмери мого с энергией межатомных связей. В результате происходит разрушение по верхностного слоя и отделение частиц материала от основной массы, что дает возможность установить зависимость для определения коэффициента износа К=.

(К ) поверхностей:

п Т (12) Зная предельно допустимые значения износа РПДМ ( пр ), или величины предельных зазоров, можно определить критические значение периода эксплуа = пр / ( ), тации сопряжения:

п Т (13) где W – коэффициент, учитывающий относительную площадь фактического контакта и усло вия взаимодействия на контакте;

– смещение поверхностей при нарушении фрикционной связи;

f – коэффициент трения;

п – приведенное напряжение контакта.

Развитие контакта в условиях смазки рабочих поверхностей имеет опреде ленные отличия. При расчетах учитывают характер контактного взаимодействия РПДМ в условиях гидродинамической смазки с проверкой принятых посадок.

Стандартная посадка выбирается по величине расчетного зазора Sрасч, а среднее =( + )/2, ГОСТ ГОСТ значение зазора S ср стандартной посадки по формуле:

ГОСТ ср (14) ГОСТ ГОСТ где S иS – соответственно, максимальное и минимальное табличные значения min max зазоров для выбранной посадки, мкм.

Для нормальной эксплуатации соединения проверяется наименьший слой смазки hmin при максимальном зазоре выбранной посадки S наив hmin =. (15) ( ) 4 S max + 1,4 ( RZD + RZd ) ГОСТ Полученное значение необходимо сравнить с высотными параметрами шероховатости отверстия и вала на достаточность слоя смазки hmin Кз (RZD + RZd +), (16) где Кз 2 – коэффициент запаса по величине масляного слоя;

= 2…3 мкм - добавка на неразрывность масляного слоя.

Минимальный допуск на износ Тизн, с учетом интенсивности изменения Тизн = доп 2( ) ГОСТ.

+ этого показателя, косвенно характеризует долговечность соединения:

(17) Предельное значение максимально допустимого зазора S max принятой по доп = садки определяется по выражению доп, (18) где – максимальное значение относительного эксцентриситета в соединении.

Общие подходы к повышению долговечности рабочих поверхностей дета лей машин в неподвижных соединениях выполнены на основе теории выбора посадок с натягом. Стандартная посадка принимается по величине минимально го натяга N min по условию N min N min. В этом случае, наибольшее удельное ГОСТ ГОСТ расч давление на соединяемых поверхностях:

N max - 1.2 ( R ZD + R Zd ) ГОСТ, (19) p max = C C d D + d E D Ed где ED и Ed – модули упругости материала втулки и вала;

СD и Cd – коэффициенты Ля мэ, зависящие от соотношения размеров вала и втулки от номинального диаметра соединения и коэффициентов Пуассона для материала втулки (µD) и вала (µd).

При использовании сплошного вала и запрессовки на него втулки необхо димо проверить на прочность соединяемые детали.

В разработке математических моделей повышения ресурса технических средств изменение состояния РПДМ представлено как случайный характер процессом деградирования параметра, что тождественно процессу старения.

При известных характеристиках случайного процесса, изменение во времени ос новного параметра П(t) сводится к определению вероятности безотказной рабо ты до предельного значения параметра Ппред :

П (t ) = П 0 + h (t ) + C (t ), (20) где П0 начальное значение параметра (центр настройки);

h(t) изменения параметра, обусловленные деградационными процессами, протекающими со средней скоростью;

Х(t) флуктуация параметра, обусловленная медленно протекающими процессами.

Если параметры П0 и П - случайные величины, то процесс можно опи сать линейной ветвящейся случайной функцией, для которой наработка до отка за подчинена распределению:

П пред - П 0 - t J П P(t ) = F.

s По + s JП t 2 (21) Определив квантиль Нк, получим для ресурса технического средства:

П пред - Н к s П0 - П (22) Т=.

J П ср Особое значение для работоспособ ного и безотказного состояния соединений приобретают свойства и динамика измене ния износостойких покрытий на РПДМ.

Главная цель нанесения износостойких покрытий – улучшение, как правило, уже известных свойств основного материала.

Модель формирования параметрического отказа для случая, когда скорость изнаши вания покрытия является случайной вели чиной, а остальные параметры постоянны, Рисунок 4 - Модель формирования посте показана на рис. 4. Плотность вероятности пенного износового отказа детали при выхода монотонно изменяющегося во варьировании скорости изнашивания по крытия времени параметра износа изделия u(t) за некоторый доверительный диапазон [R1, R2], который определяет верхнюю и ( )= ( ), нижнюю границы предельного значения износа Umax, будет:

( ) плотность распределения параметра (23) ( ) вероятность безотказной работы определяется соотношением где в момент времени.

При нормальном законе распределения скорости изнашивания покрытия ( ) = 0.5 + Ф ( ), (24) - математическое ожидание скорости изнашивания;

= ного аргумента;

- толщина покрытия;

где – сдвиг времен - скорость износа основного материала.

Выполненные теоретические исследования позволили получить математи ческие модели, определяющие долговечность технических средств и длитель ность их безотказной работы, на основе прогнозирования надежности различных РПДМ, имеющих износостойкие покрытия. Решение задачи обеспечения надеж ности технической системы за счет РПДМ предусматривает ряд этапов, которые формируют обобщенную методику повышения эффективности ТП (рис. 5).

Основными этапами этой методики являются: разработка иерархической схемы;

определение целевого назначе ния РПДМ, которые подвергаются ана лизу;

определение особенностей рабо ты поверхностных слоев и условий их контакта в зависимости от назначе ния;

выявление всех факторов, влияю щих на оптимальную работу данной поверхности в функции работоспособ ности системы, и определение функции наивыгоднейшего решения, за счет ко торой можно добиться повышения эф фективности ТП. Далее производится выбор преобладающего уровня, реали зация и проверка наивыгоднейшего ре шения. Полученные результаты или обобщенные показатели рассматрива ются с позиции обеспечения надежно сти ТП, ремонтопригодности и долго вечности технических средств. Строит Рисунок 5 – Схема обобщенной методики повыше ся математическая модель обеспечения ния эффективности ТП за счет формирования тре ресурса, оцениваются технические буемых свойств РПДМ средства и их РПДМ по показателям фактической результативности и общей экономической эффективности ТП.

В третьей главе представлено теоретическое обоснование ресурсосбере гающих направлений совершенствования эксплуатации и ремонта с.х. техники за счет: выбора технических средств;

применения альтернативных видов топли ва;

повышения надежности и долговечности РПДМ, контактирующих с мате риалом, и РПДМ, контактирующих друг с другом.

При оценке технических средств в процессе их выбора, опираясь на рабо ты М.Н. Ерохина, Е.А. Пучина, В.И. Цыпцына и др. по нормированию труда и эксплуатации технических систем различной степени сложности, предлагается продолжительность выполнения любого технологического процесса представить зависимостью:

Тобщ=То+Тоб+Тв+Тпр, (25) где То – чистое время выполнения процесса, ч;

Тоб – необходимые (обязательные) потери времени, связанные с особенностями реализации технологического процесса, ч;

Тв – непроизводительные потери времени, связанные с восстановлением или поддержанием рабо тоспособности участников, реализующих технологический процесс, ч;

Тпр – прочие потери времени, связанные с организацией работ, природно-климатическими условиями и другими непредвиденными причинами, ч.

После преобразований (25) получена зависимость коэффициента исполь = об + пр +, зования эксплуатационного времени где Тоб /То = об - индекс соотношения обязательного времени на выполнение операции (26) к чистому времени работы;

Тпр /То = пр - индекс соотношения непроизводительных потерь Кг времени на выполнение операции к чистому времени работы;

Тв /То = (1 Кг )/Кг - отноше ние времени восстановления работоспособности к чистому времени работы, которое характе ризуется изменением коэффициента готовности Кг изделия.

Выбор технических средств (ТС) осуществляется по соотношение общих затрат (Собщ) сравниваемых вариантов по уравнению = об пр Собщ Кг. (27) Собщ об пр Кг При равенстве общих затрат в сравниваемых вариантах получена матема тическая зависимость уровня максимально допустимых затрат, обеспечивающих = + 1 =.

наступление эффекта от использования ТС в реальных условиях:

(28) Анализ ее показывает, что увеличение уровня затрат оправдано, если вне дряемое ТС будет значительно превосходить существующее по производитель ности, а также в том случае, когда эксплуатационная надежность ТС, уровень организации выполнения работ и погодные условия превосходят исходные.

Перспективным направлением повышения эффективности ТП является перевод средств механизации на альтернативные виды топлива. В этом отно шении переоборудование дизельных тракторов в газодизельные с использовани ем компримированного природного газа (КПГ) имеет определенные преимуще ства по сравнению с другими видами топливных заменителей.

Конструкции системы подачи газа и его регулирования должны обеспечи вать эффективное сгорание топливной смеси и типовую механическую характе ристику двигателя с учетом, что значительная доля затрат приходится на ди зельное топливо, цены на которое постоянно растут, а двигатель имеет множест во i-тых режимов работы при разворотах, поворотах и технологических оста новках агрегата. Поэтому модель повышения эффективности ТП с газодизель ными энергосредствами представлена в виде:

q К b V h n ( Т i ei v м i м [ Ц дт - К зтi ( Ц дт - Ц г )] + Стгд = hт Wч i = m Т q M крj n j [ Ц дт - К зтj ( Ц дт - Ц г )] + j ej ) ® min, (29) j = где qi, qj– соответственно, удельный расход топлива г/кВт·ч;

Кv- удельное тяговое со противление с.х. машины, кН/м;

bм - ширина захвата с.х. машины, м;

Цг, Цдт – цены газа и ди зельного топлива, руб/кг;

Vi, Vj - скорость МТА, м/с;

Кзтi, Кзтj - коэффициент замены топлива;

Wчi – часовая производительность МТА для i – го режима его работы, га/ч;

qеi – удельный рас ход топлива, кг/кВт·ч;

Мкр – крутящий момент двигателя, Н·м;

. т- тяговый КПД трактора;

nj частота вращения, мин-1;

;

Тi,, Тj - время работы двигателя в режимных точках рабочих ходов и вспомогательных движений с технологическими остановками, ч.

Для улучшения газодизельного процесса в конструкцию газодизельной системы были внесены изменения (RU 2362036), которые обеспечили увеличе ние абсолютной запальной дозы до уровня полных цикловых подач дизельного режима с пропорциональным уменьшением подачи газа, для сохранения баланса теплотворной способности смеси. Общая теоретическая модель часового расхо да смесевого топлива при переоборудовании дизельных двигателей в газоди ( нд ) см, hн ном, см = зельные:

см в г в нг, г (30) в г см г где Qсм, Qнг, Qнд –теплотворные способности битопливной смеси, газа и дизельного то плива, МДж/кг;

Vh – рабочий объем двигателя, л;

hн – коэффициент наполнения;

в, г – плот ности воздуха и газа, кг/м3.

Для двигателя ЯМЗ – 240Б часовой расход газа будет:

а) в диапазоне частот вращения коленчато 0,01(0,021 12,1 ) ном;

(31) г= го вала n = 1000…1900 мин-1:

б) в диапазоне частот вращения коленчато 0,01(170,5 0,075 ) ном. (32) г= го вала n = 1900…2100 мин- Теоретические зависимости общего расхода смесевого топлива Gt, часового рас хода газа Gг и дизельного топлива GД, для Рисунок 6 - Закономерности регулирования двигателя ЯМЗ – 240Б, представлены на ри часовой массовой подачи топлив от частоты сунке 6. Графическое предствление законо вращения коленчатого вала двигателя мерности подачи топлива дает возможность ЯМЗ – 240Б устанавливать и промежуточные значения расхода каждого вида топлива для любых частот вращения коленчатого вала, что позволяет осуществлять необходимую настройку и регулировку систем по дачи дизельного топлива и газа на переоборудованных двигателях.

Возможности ресурсосберегающего направления совершенствования эксплуатации и ремонта с.-х. техники посредством создания требуемых свойств РПДМ, контактирующих со средой, рассмотрены для ключевого процесса «пе рераспределения частиц материала».

Показателем надежности процесса смешивания, принято соответствие степени однородности смеси заданной. Для комбикормов собственного произ водства он должен быть 90…95%.

При смешивании кормовых материалов определенные преимущества имеют лопастные смесители, способные сглаживать неравномерность и колеба ния в работе дозирующих систем. Представляя лопастной смеситель непрерыв ного действия в виде технической системы, разработана его иерархическая схе ма (рис. 7). Низшим элементом данной иерархии являются рабочие поверхности деталей смесителя. Но среди них лишь рабочие поверхности лопастей мешалки и корпуса смесителя непосредственно кон тактируют с материалом, обеспечивая смесеобразование, перераспределение частиц и перемещение материала, что со ставляет их целевое назначение.

Уравнение кинетики процесса смешивания учитывает не только количе ство произведенных воздействий, но и =1 эффективность каждого из них:

, (33) где J - эффективность каждого элемен- Рисунок 7 – Иерархическая схема лопаст ного смесителя тарного воздействия лопастей;

Z - количество элементарных зон смешивания.

= kв bл sin Эффективность силового воздействия лопастей составляет:

А (34) где А - коэффициент пропорциональности, характеризующий условия процесса сме шивания, свойства смешиваемых материалов, форму рабочих органов, отклонения от номи нальных параметров установки и др.;

kB - коэффициент, учитывающий зону возбуждения ма териала;

bЛ - ширина лопасти в рассматриваемом сечении, м;

- угол установки лопасти к направлению движения, град;

V - скорость движения смешиваемой массы, м/с.

Эти уравнения показывают, что эффективность достижения однородности смеси интенсивно нарастает при одновременном увеличении параметров J и Z.

Одним из способов повышения эффективности силового воздействия J в общем объеме деформации Vд может быть увеличение коэффициента, учитывающего зону возбуждения материала.

При смешивании со связующими веществами, например биомассой мик роводорослей с разрушенной клеточной оболочкой, выступающей дополнитель но консервантом и в качестве кормовой добавки, кормосмесь проявляет свойства вязкопластических сред. Все силы сопротивления, возникающие при этом, разделены на три группы (рис.8): F = F1+F2+F3, (35) где F1, F2, F3 – силы сопротивления, упру гости и сообщения кормосмеси кинетической энергии, Н.

Тогда при одинаковом материале лопасти и корпуса смесителя (f = f1) 1+ f 2 K (36) F = Q f sin j + w R + c sin a g где Q – вес материала, захватываемого лопастью, Н;

f – коэффициент трения смеси о днище;

– угол поворота лопасти относи тельно горизонтальной линии через центр валов;

– угловая скорость лопасти, с-1;

R – радиус лопасти, м;

Кс – коэффициент сопро Рисунок 8 – Схема сил сопротивления лопа тивления движению лопасти в материале;

f1 – стей двухвального смесителя при взаимодей коэффициент трения смеси о лопатку смеси ствии с кормосмесью теля;

– угол установки лопасти.

Вращающаяся лопасть деформирует материал и образует в нем зону де формации VД, превышающую размеры лопасти. Из-за этого вес материала, за хватываемый лопастью, будет: Q = VД ·. (37) Материал, деформируемый лопастью представляется в виде призмы тре угольного сечения в направлении движения лопасти (рис. 9), ограниченной про дольными и поперечными деформациями, глубиной контакта у и углом поворота ло пасти в материале. Вес его можно опреде лить по формуле:

g b Д l Д (R - a ), (38) Q= где bД- ширина зоны деформации корма по ширине лопасти, м;

lД- линейный размер, характе ризующий развитие деформаций в направлении а) б) движения, м.

С учетом влияния внутреннего ра Рисунок 9 – Параметры одиночной ло пасти (а) и схема к определению веса ма- диуса лопасти (в контакте со смешиваемым териала, захватываемого лопастью (б) материалом) получим:

y cos f sin j + 1 + f w 2 R + K c sin a, g 1 - 2 (39) F = bД l Д R y 2 g 2 cos -y 0 2 где - угол заполнения смесителя;

0 – угол положения лопасти в материале.

Представляемая модель процесса смешивания вызвала необходимость разработки новых конструкций смесителей, отличающихся от известных фор мой рабочих органов (RU 54531 и RU 2299759).

Направления повышения эффективности технологических процессов за счет создания требуемых свойств рабочим поверхностям деталей, контакти рующих друг с другом, исследованы на примере модернизации ротационных ва куумных насосов (РВН) пластинчатого типа.

Низшими элементами его являются: рабочая поверхность цилиндра кор пуса, контактирующая с радиальной поверхностью лопатки;

торцевая по верхность ротора, взаимодействующая с боковой поверхностью крышки;

по верхности паза ротора, контактирующие с боковыми поверхностями лопаток.

Рабочие поверхности деталей (РПД) насоса, контактирующие между собой, должны обеспечить максимальную герметизацию контакта, чтобы предот вращать перетекания газа при создании вакуума. Действительная подача та Wдt = WТ - Wщ - Wщ1 - Wщ кого насоса: (40) где WТ – теоретическая подача насоса, м3/ч;

Wщ – объем перетечек газа через радиальный зазор, м3/ч;

Wщ1 – объем перетечек газа через торцевой зазор, м3/ч;

Wщ2 – объем перетечек газа через зазоры между лопатками и пазами ротора, м3/ч.

Максимальной период безотказной работы Тпред вакуумного насоса:

H s - h h (41) T max k e = g пред ср где hmax – предельно допустимое значение зазора;

ср – средняя скорость увеличения за зора;

t – длительность работы насоса. h0 – математическое ожидание зазора;

- среднее квадратическое отклонение начального технологического зазора.

При среднем межремонтном ресурсе серийного насоса Т=850 часов полу чим теоретическое значение скорости изнашивания.

Жизненный цикл насосов продлевается за счет ремонтов через периоды времени t1, t2, t3, но его межремонтный ресурс не увеличивается и определя ется средней скоростью изме нения торцевого зазора Рисунок 10 – Схема для существующего (периоды (рис.10). Однако количество t1;

t2;

t3) и предлагаемого (период t’1;

t’2;

t’3 и др.) такого рода ремонтно жизненного цикла вакуумного насоса восстановительных операций для этих деталей ограниченно. С практической точки зрения наибольший инте рес представляет увеличение межремонтного периода эксплуатации и уменьше ние количества ремонтов за счет снижения скорости изнашивания РПД насоса (кривая 2). Тогда для увеличения межремонтного срока в 3 раза необходимо обеспечить среднюю скорость изнашивания РПД насоса.

В общем виде скорость изнашивания РПД: (42) g = f ( M, [ pV ], K CM, C a где М - вид и свойства материалов, качество обработки РПД насоса;

[pV] - степень из менения нагрузки (скорость и давление в контакте);

КСМ - вид, условия и режимы смазки;

Са наличие и концентрация абразива в точках контакта.

Наибольшее влияние на интенсивность износа оказывает скорость относи тельного перемещения контактирующих поверхностей и вид материала деталей пар трения. Модернизация насоса предусматривает установку торцевых пластин 5, вращающихся совместно с ротором 2 (рис. 11).

Для этого в корпусе 1 в зоне его крепления с боковыми крышками 3 вы полнены проточки для перемеще ния пластин. Новизна технических решений подтверждена патентами RU 54107 и RU 2333392. Это по зволяет стабилизировать величину вакуума на более продолжительное время, снизить затраты энергии на привод и проведение ремонтных работ.

В четвертой главе изло жена программа и методика экс периментальных исследований.

D – диаметр и h – ширина торцевой пластины, 1- корпус, 2 – ротор, 3 – боковые крышки, Методика экспериментальных ис 4 – лопатки, 5 – торцевые пластины следований МТА с газодизельными Рисунок 11 – Схема модернизированного ваку энергосредствами основана на умного насоса проведении стендовых и эксплуа тационно-технологических испытаний. Мощностные и топливоэкономические испытания проводились методом торможения работающего двигателя согласно ГОСТ 18509-88. При этом применялись: балансирная машина МПБ-49.3/36, ап паратура ИОПД № 17, тахометр ТЧ10-Р ГОСТ 21339-82, мерный газовый баллон БА-34-20-254/882 ТУ 4591-001-29416612-94, секундомер СОС пр. 2 ГОСТ 5072 72. Процесс снятия характеристик состоял в проведении ряда опытов с последо вательным увеличением механической нагрузки на двигатель. Частота вращения коленчатого вала изменялась от максимальной на холостом ходу до точки номи нальной мощности. Дальнейшее увеличение нагрузки проводилось для опреде ления максимального крутящего момента. Массовый расход КПГ измерялся по времени расходования газодизелем контрольной навески газа, потребляемого из мерного газового баллона. Скоростная характеристика снималась по контроль ным точкам, нагружением двигателя до заданного режима.

Методика исследований повышения эффективности ТП за счет создания требуемых свойств РПДМ, контактирующих с материалом, предусматривала эксперименты по двум направлениям: определению закономерностей контакт ного взаимодействия рабочих органов с материалом и исследованию ключевого процесса «перераспределения частиц материала» (на примере приготовления комбикормов для рыб). Для этого разработана экспериментальная установка (рис. 12), позволяющая изучить зону деформации материала.

В опытах использовались сменные рабочие органы круглой, плоской, вы пуклой и вогнутой формы одинаковой высоты, а при определении границ зоны деформации – тензодатчики С-05 и С-50. Для получения уравнений регрессии по критериям оптимальности предусмотрен многофакторный эксперимент по плану Бокса В4. Основными факторами модели выбраны физико-механические свойст ва материала (Х1), ширина лопасти (Х2), скорость ее движения (Х3) и глубина погружения в материале (Х4).

Для выбора оптимальных параметров при исследовании процесса смеши вания кормосмеси для рыб в двухваль ном лопастном смесителе непрерывного действия реализован многофакторный эксперимент по плану Хартли Ха5. Ос новными факторами в нём выбраны ко личество вводимой биомассы (Х1), по дача кормосмеси (Х2), частота вращения лопастных валов (Х3), ширина лопасти (Х4) и количество элементарных зон смешивания (Х5). Для оценки качества готовой смеси использован метод раз деляющего признака по влажности.

Опыты по исследованию повыше ния эффективности ТП за счет созда ния требуемых свойств РПДМ, кон тактирующих друг с другом предусмат- Рисунок 12 – Экспериментальная установка по исследованию смесителя ривали:

- обоснование выбора материалов и определение коэффициентов трения пар;

- выполнение многофакторного эксперимента по определению характера из носа в парах трения, а также опытов по влиянию длительности непрерывной эксплуатации на подачу МРВН и установление его межремонтного ресурса в лабораторных и производственных условиях;

- исследование влияния величины торцевого зазора на подачу, потребляемую мощность и температуру работы модернизированного РВН.

Коэффициенты трения определялись для чугуна марки СЧ-18-32, тексто лита марки ПТ-8 и фторопласта марки Ф-4, как перспективного материала с вы сокой износостойкостью и низким коэффициентом трения.

Износостойкость материала определяли для пар трения: «чугун – тексто лит» (ЧТ), «чугун – фторопласт» (ЧФ), «текстолит –фторопласт» (ТФ), «фторо пласт – фторопласт» (ФФ). Перед установкой текстолитовые образцы пропиты вали маслом М-10В2 ГОСТ 1861–73 при температуре 120°С в течение 1,5 ч.

Среди факторов, оказывающих наибольшее влияние на интенсивность из нашивания приняты: X1 – скорость относительного перемещения, м/с;

X2 – дав ление в зоне контакта, МПа;

X3 – концентрация абразива, %.

Для определения скорости изнашивания применялась машина трения МТУ-01 (рис. 13), в которой серийные детали «держатель» и «вращатель» были заменены на новые. Они позволили повысить скорость перемещения образцов до требуемой (15 м/с) и проводить испытания по схеме: плоская сторона диска – торцевая сторона пластины, как и в исследуемом насосе.

1 – привод вращения, 2 – чаша для нагрузок, 3 – тензодатчик, 4 – ноутбук, 5 – врашатель, 6 - держатель Рисунок 13 – Общий вид усовершенствованной машины трения модели МТУ- Исследования вакуумных насосов проводились на модернизированном нами стенде 8719 ВНИИТИМЖ, в котором дополнительно устанавливались тен зодатчики вакуума, усилия, мгновенного расхода воздуха и термопары.

В пятой главе изложены результаты экспериментальных исследований проблемы, показано, что метод оценки технических изделий при их выборе яв ляется важным ресурсосберегающим направлением совершенствования экс плуатации и ремонта машин и оборудования АПК (таблица 1).

Таблица 1 – Сравнительные данные по оценке выбора зерноуборочных комбайнов Начало эксплуатации Середина эксплуатации Обозначение Отечественный Импортный Отечественный Импортный Параметры комбайн комбайн комбайн комбайн (ДОН-1500Д) (Class) (ДОН-1500Д) (Class) Исходные данные:

Затраты на приобретение С, млн. руб. 2,5 5, W, кг/с 10 Производительность Кг 0,9 0,985 0,75 0, Коэффициент готовности = + + Коэффициент исполь- Кг Кг об пр 0,65 0,77 0,568 0, зования экспл. времени = Прочие потери 0,427 0,285 0,427 0, Jоб2+Jпр Индекс производи 1,1 1, = тельности Индекс затрат 2,04 4, Кратность увеличения К = То 0,538То1 0,3То2 0,761То1 0,631То продолжит. работ Эффективность срав- Собщ2 = 0, 1,6 3, с ниваемых вариантов Собщ Дополнит. время работ DТ до одинаковой эффек- 2,24Т1 3,41Т тивности вариантов По данным таблицы 1 среди основных показателей, характеризующих эф фективность применения импортных комбайнов, только один можно отнести к его преимуществам - это снижение дополнительного времени на обязательное увеличение продолжительности выполнения операции, которое связано с на дежностью комбайна и его техническими характеристиками. Но для того, чтобы достичь одинаковой эффективности сравниваемых изделий по уровню общих затрат, необходимо увеличить общую продолжительность работы импортного комбайна в 3,24 раза по сравнению с отечественным, так как у импортных ком байнов индекс затрат превышает необходимый уровень в 1,6 раза. То есть при выполнении одинакового объема работ каждый импортный комбайн приносит 60% дополнительных затрат по сравнению с отечественным комбайном.

Анализ полученных на примере комбайнов данных показывает, что:

- снижение надежности комбайна отечественного производства с увели чением длительности его эксплуатации уменьшает коэффициент использования эксплуатационного времени на 12,6%, что повышает дополнительное время на выполнение операции в 1,414 раза;

- снижение надежности комбайна отечественного производства с увели чением длительности его эксплуатации уменьшает коэффициент использования эксплуатационного времени на 12,6%, что повышает дополнительное время на выполнение операции в 1,414 раза;

- снижение надежности импортного комбайна приводит к снижению ко эффициента использования эксплуатационного времени на 19,5%, а дополни тельное время на выполнение операции увеличивается в 2,043 раза;

- риски товаропроизводителя из-за снижения надежности увеличиваются в каждом из сравниваемых вариантов, однако риски применения импортного ком байна с увеличением продолжительности возрастают из-за увеличения времени простоя более производительного комбайна. Темп увеличения дополнительного времени на выполнение операции импортным комбайном на 44,5% выше;

- для достижения одинаковой эффективности, что возможно, если сравни ваемые варианты не ограничены объемом выполненной работы, им портные комбайны должны допол нительно работать больше в 2, раза в начале эксплуатации и в 3, раза далее по мере увеличения дли тельности эксплуатации.

По такой же схеме произво дится оценка и других технологиче ских процессов в сельском хозяйст ве, а также машин и агрегатов, вы полняющих эти процессы.

Эффективность применения альтернативных видов топлива оп Рисунок 14- Зависимость крутящего момента двигате ля ЯМЗ-240Б от частоты вращения коленчатого вала ределена на усовершенствованной конструкции газодизельной системы в сравнении с системой ВИМ-ВНИИГАЗ оценкой отклонения действительного и оптимального вариантов регулирования.

По результатам испытаний опытного трактора К-701 (рис. 14) эксперименталь ные значения крутящего момента (Мкр э) превосходят значения, полученные с системой ВИМ-ВНИИГАЗ (Мкр св), что обеспечивает необходимые эксплуатаци онные свойства трактора. Для сравнения крутящих моментов К-701 с исследуе М крэ мыми системами коэффициент эффективности: К э1 =, (43) М крсв где Кэ1 - коэффициент эффективности изменения крутящего момента.

В усовершенствованной газодизельной системе в диапазоне частот враще ния коленчатого вала менее 1880 мин-1 он изменяется от Кэ1 =1,04 до Кэ1=2,43, существенно увеличиваясь в корректорной части внешней характеристики. Для крутящего момента при этом (программа Statistica 6.0) получено следующее уравнение регрессии второго порядка в натуральном виде:

М кр = -455299 + 4,5232 n + 299486 Qсм - 0,94086 n Qсм - 0,001057 n2 - 469,0307 Qсм,,, (44) По нему определена точка максимального крутящего момента: Мкр = Н·м при n=1298 мин-1 и теплотворной способности смеси Qсм=1,890 МДж/кг.

Далее для экспериментального газодизельного процесса уравнение регрес сии в работе представлено проекциями линий равного выхода поверхности от клика, анализ которых показал повышение эффективного КПД двигателя, так как область необходимых эксплуатационных значений крутящего момента пе ремещается в область более высоких значений эффективного КПД (е=30% и е=35%). Получены экспериментальные параметры регулирования теплотворной способности смеси, обеспечивающие максимальное значение крутящего момен та в точках скоростной характеристики двигателя на участке 1000…1900 мин-1, представляющие собой пространственную модель (рис. 15) при коэффициенте ва риации экспериментальных значений Qсм v6 = 7,3%.

Сравнение экспериментальных и теоретических параметров показывает близкие значения параметров режимных точек АВГД и А1В1Г1 Д1 к общей плоско сти регулирования. Конфигурация и пло щадь областей работы прямого газового корректора модели и экспериментальной системы подобны, но пространственно разобщены, что вызвано большими значе ниями крутящего момента, полученного в ходе эксперимента. Отмечено, что дина Рисунок 15 – Зависимость теплотворной мика изменения параметров газодизель способности смеси от частоты вращения ного процесса приводит к отклонению не коленчатого вала и крутящего момента которых экспериментальных точек от теоретических, но не вызывает нарушения устойчивости регулирования подачи топлив.

При достаточно близких теоретических и экспериментальных значениях параметров подачи топлив, происходит их снижение при работе двигателя с предложенной системой, что обусловлено повышением точности регулирования.

Оценка эффективности использования МТА с газодизелем К-701 проведе на на технологических операциях почвообработки при дисковании стерни под солнечника и кукурузы, вспашке и чизелевании. Массовый удельный расход ди зельного топлива в дизельном режиме составил Gtдр=6,9...7,02 кг/га, в газоди зельном режиме общий расход топлива получен Gtгдр=6,87...6,95 кг/га, что близ ко соответствующему значению этого параметра в дизельном режиме. Средний коэффициент замены дизельного топлива составил Кзт= 0,57...0,61.

Показатели качества обработки почвы агрегатами соответствовали агро техническим требованиям как при работе трактора в дизельном, так и в газоди зельном режимах. При выполнении вспашки в дизельном режиме удельный рас ход топлива был на уровне 18,75 кг/га. В газодизельном режиме общий расход топлив был 18,28 кг/га из которых КПГ – 11,67 кг/га при среднем коэффициенте замены дизельного топлива на КПГ Кзт=0,64 (рис. 16). Это вызвало снижение за трат на топливо на Сэ=205,14 руб/га или на 38%.

Рисунок 16 - Диаграмма изменения расхода топлива на операциях почвообработки МТА с трактором К- При выполнении операции чизелевания при среднем коэффициенте заме ны дизельного топлива Кзт=0,63 затраты на топливо снизились на 209,96 руб/га или на 39%. Это подтверждается и испытаниями на МИС, по данным которой, повышение эффективности МТА с новой системой составило Ст=43%...47%.

По результатам государственных приемочных испытаний МИС рекомендовано переоборудование дизелей в исследуемый нами газодизельный вариант.

В результате исследования повышения эффективности ТП за счет созда ния требуемых свойств РПДМ, контактирующих с материалом в процессе приготовления для рыб кормосме сей, содержащих биомассу микро водорослей с разрушенной кле точной оболочкой, в двухвальном лопастном смесителе непрерывно го действия установлено, что не высокие поступательные скорости плоского прямоугольного (рис. 17) деформатора обеспечивают разви тие деформации в продольном на правлении до определенного пре дела. Уплотнение материала в на правлении движения вызывает вы теснение частиц в поперечном на правлении. При достижении наи большей плотности материала пе ред деформатором происходит формирование ядра уплотнения.

В технологии смешивания имеет значение не вся зона де формации, а лишь та ее часть, где происходят процессы, приводящие к взаимному изменению частиц Рисунок 17 - Зависимости длины lД, ширины bД зо- материала. Для исследования зоны ны деформации смеси и угла при ее вершине от возбуждения при взаимодействии скорости движения и ширины лопасти смесителя одиночной лопасти с моделируе мыми материалами реализован многофакторный эксперимент по плану Бокса В4. Получены адекватные матема тические модели второго порядка, для коэффициента, учитывающего зону воз буждения kB = 1,007+0,337 X1 - 0,925 Х2 - 0,517 Х3 + 0,262 X4 - 0,147 Х1 Х2 + + 0,262 X2 X3 - 0,134 X2 X4 +0,352 Х12 0,279Х22 (45) и для сопротивления перемещению лопасти Р = 40,34 + 2,289Х1+ 18,333Х2+35,172Х3 + 4,122Х4 + + 1,406- Х1 X3+ 12,844 Х2 X3 + 2,381 Х3 X4 + 11,933X32. (46) При их анализе из всех возможных вариантов представляется целесооб разным, в первую очередь, исследовать те, которые имеют большее практиче ское значение. К ним относятся поверхности отклика (рис. 18) коэффициента kB, учитывающего зону возбуждения материала и сопротивления Р перемещения лопасти в зависимости от концентрации твердых частиц в материале С и шири ны одиночной лопасти bЛ. Коэффициент kB показывает, во сколько раз зона воз буждения материала превышает ширину деформатора.

а б Рисунок 18 - Зависимость коэффициента, учитывающего зону возбужде ния kB (а) и сопротивления перемещению лопасти Р(б) от концентрации твердых частиц С и ширины лопасти bЛ смесителя По данным рисунка 18 а, рост концентрации твердых частиц С в интервале 95... 100% ведет к резкому увеличению коэффициента kB. Частицы материала приобретают большую подвижность и активность при снижении количества свя зующего вещества в объеме ниже 5% и его полном отсутствии.

Анализ уравнений (45, 46) и данных рисунка 18 показал, что:

- коэффициент kB зоны возбуждения является одной из основных величин, характеризующих эффективность работы лопасти смесителя;

- при выборе величины загрузки hСР (глубины погружения лопасти) необ ходимо, чтобы она была не больше высоты лопасти, что снижает давление верх них слоев материала на нижние;

- эффективное и более качественное смешивание обеспечивают узкие ло пасти (bЛ = 0,03...0,04 м), а широкие (bЛ = 0,08...0,09 м) больше выполняют транспортирующую функцию, т.к. коэффициент зоны возбуждения их не высок;

- для каждого материала существует определенная критическая скорость деформации, превышение которой способствует не интенсификации перерас пределения частиц, а наоборот, образованию прочных конгломератов, тормозя щих процесс смешивания.

Установлено, что максимальное значение степени однородности кормо смесей для рыб = 94...96% можно добиться при вводе в неё kx = 4...6% биомас сы хлореллы с разрушенной оболочкой при частоте вращения валов 110... мин-1, ширине лопастей bЛ = 0,035...0,060 м и количестве зон смешивания Z =18...20. При этом обеспечивается подача массы в пределах q = 0,2...0,6 кг/с.

Степень однородности кормосмеси в двухвальном лопастном смесителе зависит от эффективности воздействия лопастей. Длина смесителя при степени однородности = 93% составила L=0,75 м при количестве вводимой биомассы kx = 6%, подаче кормосмеси q= 0,5 кг/с, установке лопастей шириной bЛ = 0, м (для bЛ = 0,06 м - L= 1,56 м, а для bЛ = 0,09 м - L = 3,2 м), что на 6...11% отли чается от теоретически определенной длинны его.

Эффективность процесса смешивания оценена показателем удельной энергоемкости процесса. Для указанного выше варианта работы (при наивысшей надежности процесса 0,93) получена производительность 0,85 т/ч, а энергоем кость процесса составила 0,35 кВт/т. Фактическая результативность процесса – Фр=13,3. Это значит, что на каждые 133 кг готового продукта, который обеспе чивает заданный среднесуточный прирост сеголетков карпа, будет 10 кг корма, который не дает этого увеличения.

Исследования направления повышения эффективности ТП за счет подвиж ных и неподвижных РПДМ на примере долговечности вакуумных насосов пла стинчатого типа показали, что среди исследованных материалов пар трения в нём (чугун Ч, текстолит Т, фторопласт Ф) наибольший эффект дает применение фторопласта. Для таких пар трения как ТФ, ЧФ и ФФ наблюдается снижение ко эффициента трения с ростом давления на всем диапазоне нагрузок, так как с увеличением давления в зоне контакта у образцов из фторопласта площадь фак тического контакта увеличивается, а удельное давление и коэффициент трения снижаются. Снятие нагрузки способствует восстановлению формы образцов.

Этот эффект был использован при совершенствовании рабочих поверхностей серийного вакуумного насоса по патенту RU 43043.

Для интенсивности износа пар трения РВН получены модели в виде урав нений регрессии (в раскодированном виде):

ЧТС = 0,207 – 0,0048 + 0,0008Р + 0,003Са + 0,0002Р + 0,0006Са;

(47) ЧФС = 0,065 – 0,002 + 0,0006Р + 0,001Са + 0,0001Р + 0,0003Са;

(48) ТФС = 0,0488 – 0,001 + 0,0005Р + 0,001Са + 0,0001Р + 0,0002Са;

(49) ЧТБ = 0,361 – 0,016 + 0,0012Р + 0,005Са + 0,0004Р + 0,001Са;

(50) ЧФБ = 0,131 – 0,005 + 0,0014Р + 0,002Са + 0,0002Р + 0,0005Са;

(51) ТФБ = 0,082 – 0,003 + 0,0011Р + 0,002Са + 0,0001Р + 0,0003Са. (52) В нижнем символе параметра оптимизации, к условному обозначению пар трения, добавлены символы «С» и «Б», определяющие условия эксперимента со смазкой или без нее.

По ним повышение скорости v скольжения в парах трения со смазкой уве личивает скорость изнашивания интенсивнее по сравнению с той же парой трения без смазки. Для пары трения ЧТ разница в скорости изнашивания со смазкой и без смазки составляет 22…25 %, а для пар трения ЧФ и ТФ - 8…15%.

Увеличение скорости скольжения дает больший прирост скорости изнашивания, чем увеличение давления Р.

В результате износа пар трения при непрерывной работе серийного насоса типа РВН-40/350 свыше 3,5…4 часов снижение его подачи происходит со скоро сурса для него при таком снижении подачи составляет ср = 679 ч. Ресурс насо стью 0,8 1 м3/ч, а к концу цикла снижается на 1,2 м3/ч. Среднее значение ре са снижается на 327 ч или на 65 циклов работы.

В модернизиро ванном насосе такой же марки (МРВН) по дача в начале цикла ра боты длительностью часов имеет практиче ски линейную зависи мость, а снижение по дачи в этот период со ставляет 0,2 … 0,4 м3/ч (рис. 19).

Зависимости вре Рисунок 19 – Изменение подачи и температуры модернизированно мени безотказной рабо го насоса (МРВН) в зависимости от длительности его непрерывной работы ты МРВН с ув личени ем непрерывной рабо ты в каждом цикле (рис. 20) позволяют оп ср = 2222,5, его сред ределить среднее зна чение его ресурса нее квадратичное от клонение = 100,8 ч и коэффициент вариации V = 4,5%. При этом, ес ли продолжительность непрерывной работы не Рисунок 20 – Изменение подачи МРВН в функции его наработки превышает предельное значение, то общий до ремонтный ресурс составит t = 2525 ч, что в 2,8 раза больше, чем у серийного насоса. Во время производственных испытаний проводилась калькуляция всех расходов в течении 3290 часов эксплуатации, которые сравнивались с данными, за тот же период работы серийного насоса (рис. 21, в ценах 2008 г.).

Жизненный цикл модернизированного насоса складывается из работы но вого насоса и его работы после модернизации. Он характеризуется увеличением межремонтного ресурса МРВН в 3 раза.

Анализ исследований повышения эффективности ТП, увеличения надеж ности и долговечности средств механизации за счет создания требуемых свойств рабочих поверхностей деталей, контактирующих друг с другом, позво лил:

Рисунок 21 – Затраты на эксплуатацию и ремонт сравниваемых вариантов вакуумных насосов - разработать новые конструкции ротационных пластинчатых компрессо ров (RU 43043, RU 48602, RU 54107, RU 2333392), внедрение которых при мо дернизации обеспечит повышение межремонтного ресурса в 1,8…2,5 раза. Это дает возможность дальнейшего совершенствования других процессов, в состав которых входит аналогичное оборудование (дозаторы, шлюзовые затворы, высе вающие аппараты, компрессоры, пневмо- и гидродвигатели, гидродинамические нагреватели и др.);

- обосновать новые способы восстановления прецизионных деталей (RU 2423214) и деталей из алюминия и его сплавов (RU 2427457), обеспечивающие улучшенные свойства поверхностных слоев деталей машин, реализованные на примере плунжерных пар топливных насосов и обеспечивающие увеличение ре сурса в 1.8…2,5 раза, а снижение расхода топлива на неустановившихся и пере ходных процессах при выполнении ТП на 11… 23 %;

- предложить новый способ RU 2428295 для соединения деталей типа «вал – втулка» с натягом, а для соединений, неподвижность которых обеспечивается шпонками, создать конструкцию съемной самозажимной ступицы (RU 2402701), которые повышают долговечность, ремонтопригодность соединений и их мно гократную разборку и сборку.

Рассмотренные ресурсосберегающие направления совершенствования эксплуатации и ремонта применимы для широкого круга МТА, машин и обору дования, реализующих ТП сельхозпроизводства.

В шестой главе дана оценка экономической эффективности ресурсосбере гающих направлений эксплуатации и ремонта машин и оборудования ТП с/х производства. Показано, что внедрение результатов исследований по использо ванию альтернативных видов топлива при переоборудовании дизельных энерго носителей в газодизельные снижает себестоимость вспашки с 535,7 до 330, руб/га в ценах 2008 года. Чистый дисконтированный доход на один МТА соста вит 1169,5 тыс. руб. Срок окупаемости дополнительных капиталовложений 1, года.

Внедрение научных разработок процесса смешивания кормов для рыб с содержанием биомассы микроводорослей снижает себестоимость товарной про дукции на 18,2 руб/кг. Годовая экономия при этом составляет 653,2 тыс. руб.

при выпуске товарной продукции в 35,5 т/год.

Реализация исследований повышения эффективности ТП за счет создания требуемых свойств РПДМ, контактирующих друг с другом на примере вакуум ного насоса доильных установок, позволяет снизить затраты на их техническое обслуживание и ремонт в течение года на 55% по сравнению с серийными насо сами. Годовой экономический эффект составит 2,26 тыс. руб. в расчёте на одну вакуумную установку типа УВУ 60/45Б-0,75 с двумя насосами.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 1. Предложенная общая модель формирования эффективности техноло гических процессов (ТП) позволяет определить наиболее рациональные пути ре шения проблемы совершенствования, эксплуатации и ремонта машин и обору дования сельскохозяйственного производства на всех этапах их жизненного пу ти, начиная с разработки, проектирования и заканчивая совершенствованием и модернизацией ТП в условиях реальной эксплуатации и ремонта.

Основными ресурсосберегающими направлениями в повышении эффек тивности ТП являются оптимизация выбора машин и оборудования из перечня выпускаемых отечественных и зарубежных образцов по новым показателям фактической результативности и обобщённому критерию качества, совершенст вование энергетических средств машинно-тракторных агрегатов (МТА) исполь зованием альтернативных видов топлива, совершенствование машин оптимиза цией их рабочих органов, повышение надёжности и долговечности рабочих по верхностей деталей машин (РПДМ), взаимодействующих с обрабатываемым продуктом и контактирующих друг с другом в различных посадках.

2. Оценка средств механизации ТП в сельскохозяйственном производстве на примере выбора зерноуборочного комбайна показывает, что среди основных показателей, характеризующих эффективность применения импортного комбай на, только снижение дополнительного времени на обязательное увеличение про должительности выполнения ТП, которое связано с его надёжностью и техниче скими характеристиками, относится к его преимуществам. Установлено, что для достижения одинаковой эффективности сравниваемых вариантов по уровню общих затрат, необходимо увеличить общую продолжительность работы им портного комбайна в 3,24 раза по сравнению с отечественным в начале эксплуа тации, и в 4,41 раза в середине эксплуатации. Риски хозяйств при снижении на дёжности комбайнов по мере их наработки и снижения коэффициента эксплуа тационного времени (в отечественном комбайне на 12,65%, а у импортного на 19,5%) выше у импортного из-за простоя более производительного комбайна.

Темп увеличения дополнительного времени на выполнение операции уборки импортным комбайном на 44,5% выше, чем отечественным.

3. Разработана новая классификация существующих ТП с объединением их в пять групп ключевых процессов. Выделение ТП в соответствующую группу осуществляется по функциональному признаку, который необходимо достичь или получить при реализации этого процесса.

4. Современные технические средства представляются как сложные тех нические системы, для которых разработана новая иерархическая схема, низшим элементом которой являются РПДМ, которые формируют и определяют общую фундаментальную надежность системы. Сами рабочие поверхности классифи цированы на три группы: контактирующие с материалом, контактирующие друг с другом и рабочие поверхности базисных деталей. На основе этого предложен новый подход к рассмотрению способов формирования надежности машин и оборудования, в основе которого лежит принцип создания необходимых функ циональных свойств РПДМ.

5. Процесс изменения состояния РПДМ носит случайный характер и пред ставляется процессом деградирования параметра, описываемым математиче ским аппаратом теории надежности с учётом характера протекания процесса изменения параметра и условий эксплуатации. Предложенная математическая модель повышения долговечности соединений учитывает свойства износостой ких покрытий, их изменения в процессе эксплуатации и может использоваться для прогнозирования параметрической надежности трибоэлементов и обеспече ния их работоспособного состояния в соответствии с обобщенной методикой повышения эффективности ТП, включающей ряд обязательных этапов.

6. Перспективным направлением повышения эффективности ТП в сель ском хозяйстве является разработка усовершенствованных газодизельных сис тем подачи топлива к дизельным энергосредствам МТА, автоматически изме няющих крутящий момент и частоту вращения коленчатого вала двигателя в со ответствии с представленной в диссертации математической моделью (3.44).

Реализация его по патенту РФ № 2362026 увеличивает относительный коэффи циент эффективности газодизельной системы, учитывающий отношение крутя щих моментов, в сравнении с серийной конструкцией ВИМ-ВНИИГАЗ в 1,04…2,43 раза при частотах вращения коленчатого вала менее 1880 в минуту, а эффективный кпд до 30…35%, обеспечивая максимальный крутящий момент двигателя ЯМЗ-240Б трактора К-701 Мкр=1215 Нм при частоте вращения колен вала 1298 мин-1 и теплотворной способности смеси дизельного топлива с ком примированным природным газом (КПГ) Qсм=1,890 МДж/кг. На операциях вспашки агрегатом с трактором К-701 общий расход топлив в газодизельном режиме составил 18,28 кг/га (в дизельном режиме – 18,75 кг/га), из которых КПГ – 11,67 кг/га, что обеспечило коэффициент замены дизельного топлива на газ 0,64 и снижение затрат на топливо на 205,14 руб/га или на 38% в ценах 2008 го да. На операциях чизелевания снижение затрат на топливо составило 209, руб/га или на 39% при среднем коэффициенте замены дизтоплива 0,63.

7. Представляя процесс смешивания в лопастных смесителях непрерывно го действия, как один из способов повышения эффективности ключевых процес сов за счет создания оптимальных свойств РПДМ, совокупностью однотипных последовательно чередующихся друг за другом элементарных актов силового воздействия рабочего органа на смешиваемый материал, получены математиче ские модели кинетики процесса смешивания (3.55) и сил сопротивления (3.69), учитывающие влияние конструктивных, технологических параметров смесителя и физико-механических свойств смеси.

Определено наличие в процессе смешивания зоны деформации материала перед лопастью, зоны возбуждения в ней и ядра уплотнения, анализ которых по казал необходимость изменения формы рабочих органов (защищено патентами РФ №554531 и 2299759), реализация которого в процессе смешивания кормов для рыб обеспечила получение степени однородности смеси 96,4% в режиме частоты вращения лопастных валов 110…130 мин-1, ширины лопастей 0,04 м и количестве зон смешивания 15, что соответствует производительности смесите ля 1,12 т/ч. Фактическая результативность процесса составила Фр=27,5, то есть на каждые 275 кг готового корма только 10 кг не обеспечивает заданного при роста рыбы, что в 2,1 раза выше, чем в серийном варианте по приготовлению комбикорма.

8. В результате теоретических исследований повышения эффективности ТП за счет создания требуемых свойств рабочих поверхностей деталей, контак тирующих друг с другом, на примере долговечности вакуумных насосов (РВН) пластинчатого типа получены модели формирования параметрического отказа (3.80) и повышения ресурса (3.82) за счет обеспечения необходимых свойств и условий контакта рабочих поверхностей деталей насоса по патентам РФ №48062, №54107 и №2333392 при модернизации его в процессе ремонта. Экспе риментально установлена необходимость использования в парах трения РВН фторопласта в сочетании ЧФ (чугун-фторопласт) и ТФ (текстолит-фторопласт), уменьшающего скорость изнашивания по сравнению с парой трения ЧТ в сред нем со смазкой в 2,3 и 2,9 раз соответственно, а без смазки в 2 и 3,1 раза. При непрерывном цикле работы серийного насоса свыше 3,5…4 часов снижение по дачи его происходит со скоростью 0,8 1 м3/ч, а подача к концу цикла уменьша ется на 1,2 м3/ч, при этом ресурс насоса снижается на 327 ч или на 65 циклов ра боты. Межремонтный ресурс серийного насоса составляет 800…900 часов, а мо дернизированного (МРВН) - 2400…2600, что в 2,87 раза выше по сравнению с серийным. Снижение подачи и повышение температуры работы в серийном на сосе происходит соответственно на 40% и 70% интенсивнее, чем в модернизи рованном. Разработана общая схема ремонта МРВН, средняя периодичность ре монтов по которой составляет 2500 часов, причём затраты на ремонт и эксплуа тацию насоса после его модернизации на 30% меньше, чем у серийного за такой же период работы.

9. Методологический подход к повышению эффективности ТП, увеличе нию надежности и долговечности средств механизации, применяемых в них, за счет создания требуемых свойств рабочим поверхностям деталей, контакти рующих друг с другом в различных посадках, позволил:

- разработать новые конструкции ротационных пластинчатых компрессо ров (RU 43043, RU 48602, RU 54107, RU 2333392), внедрение которых при мо дернизации обеспечит повышение межремонтного ресурса в 1,8…2,5 раза. Это дает возможность дальнейшего совершенствования целого ряда других с/х про цессов, в состав которых входит аналогичное оборудование (дозаторы, шлюзо вые затворы, высевающие аппараты, компрессоры, пневмо- и гидродвигатели, гидродинамические нагреватели и др.);

- обосновать новые способы восстановления прецизионных деталей (RU 2423214) и деталей из алюминия и его сплавов (RU 2427457), обеспечивающие улучшенные свойства поверхностных слоев деталей машин. Комбинированный способ восстановления прецизионных деталей реализован на примере плунжер ных пар ТНВД и обеспечивает увеличение ресурса в 1.8…2,5 раза, снижение расхода топлива на неустановившихся и переходных процессах при выполнении ТП на 11… 23 %. Способ может быть применен при восстановлении и других деталей топливной и гидравлической аппаратуры;

- для соединения деталей типа «вал – втулка» с натягом, предложен новый способ RU 2428295, а для соединений, неподвижность которых обеспечивается шпонками, создана конструкция съемной самозажимной ступицы (RU 2402701), которые обеспечивают повышение долговечности, ремонтопригодности соеди нений и их многократную разборку и сборку.

Предложенный методологический подход позволяет совершенствовать и другие машины и оборудование с.-х. производства при их эксплуатации и ре монте.

10. Внедрение результатов исследования ресурсосберегающих направле ний совершенствования эксплуатации и ремонта машин и оборудования сель скохозяйственного производства позволяет получить годовой экономический эффект в ценах 2008 года за счёт:

- оптимизации выбора средств механизации ТП;

- сокращения затрат на топливо при работе МТА с газодизельными трак торами, в том числе на вспашке агрегатом с трактором К-701 при годовой нара ботке 2937 га с 535,7 руб/га в варианте на дизельном топливе до 330,56 руб/га в газодизельном варианте, что обеспечивает чистый дисконтированный доход на один такой МТА около 1,17 млн. рублей со степенью риска 20% и рентабельно стью 45% при сроке окупаемости дополнительных капвложений 1,8 года;

- повышения качества изготовления кормовых смесей для рыб, повышаю щих прирост сеголеток карпа на 39% и снижающих себестоимость товарной продукции на 18,2 руб/кг, что даёт для прудового хозяйства с годовым выпуском продукции 35,5 т экономию на выращивании рыбы около 95 тыс. рублей при сроке окупаемости 1,32 года, а на производстве товарной продукции – более тыс. рублей;

- совершенствования рабочих органов обеспечением необходимых в соот ветствии с целевым назначением машин свойств рабочих поверхностей контак тирующих деталей, например, в модернизированной при ремонте вакуумной ус тановке УВУ 60/45Б-0,75, имеющей два вакуумных насоса, в сумме 2,26 тыс.

рублей в год за счёт сокращения затрат на техническое обслуживание и ремонт на 55% в сравнении с серийными насосами при сроке окупаемости 0,81 года.

Основные положения диссертации опубликованы в 54 работах, в том числе:

а) в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Лебедев, А.Т. Повышение долговечности вакуумного насоса пластинча того типа [Текст] / А.Т. Лебедев, А.В. Захарин, А.С. Слюсарев // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2007. - №7. - С. 25-27.

2. Лебедев, А.Т. Влияние надежности технических средств на их эффек тивность [Текст] / А.Т. Лебедев // Техника в сельском хозяйстве. – 2011. – №6. – с. 22.

3. Лебедев, А.Т. Основные направления повышения эффективности техно логических процессов [Текст] / А.Т. Лебедев // Техника в сельском хозяйстве. – 2011. – №6. – с. 3.

4. Лебедев, А.Т. Повышение эксплуатационных показателей газодизельно го трактора К-701 [Текст] / О.П.Наумов, А.Т. Лебедев // Механизация и элек трификация сельского хозяйства. - 2007. - №7. - С. 29-30.

5. Лебедев, А.Т. Конструктивные методы повышения долговечности пар трения ротационных вакуумных насосов пластинчатого типа [Текст] / А.Т. Ле бедев, М. А. Красников. А. В. Захарин // Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. - 2007. - № 2 -С. 25-26.

6. Лебедев, А.Т. Анализ параметров сегментов режущих аппаратов отече ственного и импортного производства [Текст] / А.Т. Лебедев, Д.И. Макаренко, Д.В.Прокопов // Механизация и электрификация сельского хозяйства - 2010. №1. – С. 19-21.

7. Лебедев, А.Т. Повышение эффективности использования зерноубороч ных комбайнов [Текст] / Р.В. Павлюк, В.С. Пьянов, А.Т. Лебедев // Механизация и электрификация сельского хозяйства – 2010. - №1. – С. 18-19.

8. Лебедев, А.Т. Восстановление работоспособности плунжерных пар [Текст] / А.Т. Лебедев, П.А. Лебедев // Механизация и электрификация сельско го хозяйства – 2010. - №1. – С. 23-24.

9. Лебедев, А.Т. Повышение износостойкости плунжера топливного насоса [Текст] / А.Т. Лебедев, П.А. Лебедев // Механизация и электрификация сельско го хозяйства – 2010. - №1. – С. 24-25.

10. Лебедев, А.Т. Результаты эксплуатационных испытаний лемехов [Текст] / А.Т. Лебедев, Р.А. Магомедов // Механизация и электрификация сель ского хозяйства – 2010. - №1. – С. 31-32.

11. Лебедев, А.Т. Анализ факторов, влияющих на надежность шпоночных соединений зерноуборочных комбайнов «Дон-1500» [Текст] / А.Т. Лебедев, Р.В.

Павлюк // Теоретический и научно-практический журнал. - Машинно технологическая станция.- 2010.- № 2. – С. 45-47.

12. Лебедев, А.Т. Повышение эффективности работы топливной аппарату ры дизельных двигателей [Текст] / А.Т. Лебедев, П.А Лебедев // Тракторы и сельхозмашины. – 2011. - №7.- С. 43-45.

13. Лебедев, А.Т. Износостойкость рабочих органов почвообрабатываю щих машин [Текст] / А.Т. Лебедев, Р.А. Магомедов // Сельский механизатор. – 2011. – № 10. – с. 34-35.

14. Лебедев, А.Т. Определение сжимающей силы в витках пружин при контактном заневоливании [Текст] / Н.Ю. Землянушнова, А.Т. Лебедев, Ю.М.

Шапран // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2007. - №7. С. 16-17.

15. Лебедев, А.Т. Повышение ресурса сегментов режущего аппарата [Текст] / Д.И. Макаренко, А.Т. Лебедев // Техника в сельском хозяйстве. – 2011.

– №6. – с. 7.

16. Лебедев, А.Т. Новый сегмент режущего аппарата [Текст] / А.Т. Лебе дев, Д.И. Макаренко // Сельский механизатор. – 2011. - № 9. – с. 14.

17. Лебедев, А.Т. Повышение надежности шпоночных соединений ком байнов «ДОН-1500» [Текст] / А.Т. Лебедев, Р.В. Павлюк // Сельский механиза тор. – 2011. - № 11. – с. 36-37.

18. Лебедев, А.Т. Длительность непрерывной работы вакуумного насоса пластинчатого типа и его производительность [Текст] / А.Т. Лебедев, А.В.Захарин // Тракторы и сельхозмашины. – 2011.- №10. – с. 36-38.

19. Лебедев, А.Т. Распределение отказов и времени на их устранение меж ду системами зерноуборочных комбайнов [Текст] / А.Т. Лебедев, Р.В. Павлюк // Известия Горского ГАУ. – Владикавказ, 2011.- т. 48, ч..

б) в учебных пособиях для вузов и монографиях:

20. Лебедев, А.Т. Оценка технических средств при их выборе: монография / А.Т. Лебедев. - Ставрополь, 2011.- 124 с.

21. Лебедев, А.Т. Эффективность использования газодизельных тракторов при выполнении технологических процессов в АПК: монография / А.Т. Лебедев, О.П. Наумов. – Ставрополь, 2011. – 110 с.

22. Лебедев, А.Т. Надежность и эффективность вакуумных насосов: моно графия / А.Т. Лебедев, А.В. Захарин. – Ставрополь, 2011.– 148с.

23. Лебедев, А.Т. Основы надежности машин [Текст] / Е.М. Зубрилина, Ю.И Жевора, А.Т. Лебедев [и др] // Допущено Министерством сельского хозяй ства РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 660300 - «Агроинженерия». - Ставрополь, «АГ РУС», 2010. –120 с.

24. Лебедев, А.Т. Ремонт машин. Лабораторный практикум. Ч. I. Техноло гия ремонта основных систем, сборочных единиц, машин, оборудования и дета лей [Текст] / А.Т. Лебедев, А.В. Петров, Е.М. Зубрилина и др.;

под ред. А.Т. Ле бедева // Допущено Министерством сельского хозяйства РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направле нию 660300 - «Агроинженерия». - Ставрополь, «АГРУС», 2011. – 244 с.

25. Ремонт машин. Лабораторный практикум. Ч. II. Современные техноло гии восстановления работоспособности деталей и сборочных единиц при ремон те машин и оборудования: учебное пособие / А.Т. Лебедев, А.В. Петров, Е.М.

Зубрилина и др.;

под ред. А.Т. Лебедева // Рекомендовано УМО вузов РФ по аг роинженерному образованию. - Ставрополь: АГРУС, 2011. – 196 с.

в) в сборниках научных трудов:

26. Лебедев, А.Т. Основные причины снижения производительности ваку умных насосов пластинчатого типа [Текст] / А.Т. Лебедев, М.А. Красников // Повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники. Сб.

материалов 68-й научно-практической конференции. – Ставрополь, 2004.

27. Лебедев, А.Т. Усовершенствование конструкции вакуумного насоса пластинчатого типа [Текст] / А.Т. Лебедев, А.В. Захарин, А.Н. Кобылко // Сбор ник Материалов Международной научно-технической конференции. - Ставро поль, 2005. – С.63-67.

28. Лебедев, А.Т. Влияние формы рабочей поверхности лопасти на интен сивность процесса смешивания [Текст] / А.Т. Лебедев, А.В. Захарин, А.Н. Ко былко, П.А. Лебедев // Физико-технические проблемы создания новых техноло гий в агропромышленном комплексе. Сборник научных трудов III-Российской научно-практической конференции. Том II. – Ставрополь, 2005.- С.17-21.

29. Лебедев, А.Т. Исследование площади фактического контакта при рабо те пары трения «лопатка-корпус» вакуумного насоса [Текст] / А.Т. Лебедев, А.В.

Захарин, А.Н. Кобылко, П.А. Лебедев // Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе. Сб. научных трудов III Российской научно-практич. конференции. Том II. – Ставрополь, 2005.- С.21-23.

30. Лебедев, А.Т. Исследование износостойкости пары трения усовершен ствованной конструкции вакуумного насоса [Текст] / А.Т. Лебедев, А.В. Заха рин, А.Н. Кобылко, П.А. Лебедев // Совершенствование технологий и техниче ских средств в АПК. Сборник материалов 69-й научно-практической конферен ции. – Ставрополь, 2005.- С.145-149.

31. Лебедев, А.Т. Совершенствование технологии ремонта вакуумного на соса пластинчатого типа [Текст] / А.Т. Лебедев, А.В. Захарин, А.Н. Кобылко, П.А. Лебедев // Совершенствование технологий и технических средств в АПК.

Сборник материалов 69-й научно-практической конференции. – Ставрополь, 2005.- С.159-163.

32. Лебедев, А.Т. Надежность и эффективность технических средств [Текст] / А.Т. Лебедев // Вестник АПК Ставрополья. - Ставрополь, 2011. – № 1. – С. 46 - 48.

33. Лебедев, А.Т. Общие вопросы по применению компримированного природного газа в качестве моторного топлива для сельскохозяйственной техни ки [Текст] / А.Т. Лебедев, О.П. Наумов // Актуальные проблемы научно технического прогресса в АПК. Сборник материалов международной научно практической конференции. Часть I. - Ставрополь, 2006. - С. 218…221.

34. Лебедев, А.Т. Повышение ресурса сельскохозяйственной техники за счет оптимизации норм геометрической точности шпоночных соединений [Текст] / А.Т. Лебедев, М.Л. Пантух, А.В. Захарин // Актуальные проблемы на учно-технического прогресса в АПК. Сборник материалов международной на учно-практической конференции. Часть I. - Ставрополь, 2006. - С. 221…224.

35. Лебедев, А.Т. Снижение торцевого износа в паре трения «Ротор – крышка» вакуумного насоса пластинчатого типа [Текст] / А.Т. Лебедев, И.В. Го рячий, А.Н. Слюсарев // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК. Сборник материалов международной научно-практической конференции.

Часть II. - Ставрополь, 2006. - С. 3…6.

36. Лебедев, А.Т. Моделирование работы шпоночно-шлицевых соедине ний [Текст] / А.Т. Лебедев, К.Н. Войнов, Ю.В. Балесный А.Ю, Никитин // Тр.

VII Международной конф. «Трибология и надежность». - СПб, 2007. - С. 5-12.

37. Лебедев, А.Т. Работа шпоночно-шлицевых соединений [Текст] / А.Т.

Лебедев, К.Н. Войнов // Труды VIII Международной конференции «Трибология и надежность». - СПб, 2008.- С.5-17.

38. Лебедев, А.Т. Экспериментальная установка для изучения процесса аб разивного износа рабочих органов почвообрабатывающих машин [Текст] / А.Т.

Лебедев, А.В. Захарин, Р.А. Магомедов // Актуальные проблемы научно технического прогресса в АПК. Сб. научных статей по материалам 4 Междуна родной научно-практической конференции в рамках ХI Международной агро промышленной выставки «Агроуниверсал-2009». - Ставрополь, 2009. – С. 76-81.

39. Лебедев, А.Т. Влияние способа устранения отказов на время восста новления работоспособности зерноуборочных комбайнов [Текст] / А.Т. Лебедев, Р.В. Павлюк // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК сборник научных статей по материалам 5 Международной научно-практической конференции в рамках ХI1 Международной агропромышленной выставки «Аг роуниверсал-2010». - Ставрополь, 2010. – С. 185-190.

и в других сборниках.

г) в патентах на изобретения и полезные модели:

40. Пат. 1675293 СССР, МКИ С 05 F3/100. Органо-минеральное удобрение [Текст] / А.Т. Лебедев, В.И. Марченко, В.И. Гребенник [и др]. - № 4413143/15;

Заявлено 18.04.88;

опубл. 07.09.91. Бюл. № 33. - 4 с.

41. Пат. 43043 Российская Федерация, F04C18/344. Ротационный пластин чатый компрессор [Текст] / А.Т. Лебедев, М.А. Красников, П.А. Лебедев [и др]. №2004125976/22;

заявл. 30.08.2004;

опубл. 27.12.2004. Бюл. №36. - 4 с 42. Пат. 48602 Российская Федерация, F04C18/344. Ротационный пластин чатый компрессор [Текст] / А.Т. Лебедев, М.А. Красников, А.В. Захарин [и др]. №2005113735/22;

заявл. 04.05.2005;

опубл. 27.10.2005. Бюл. №30. - 4 с.

43. Пат. 47061 Российская Федерация, F04C2/08. Насос шестеренчатый комбинированный [Текст] / А.Т. Лебедев, М.А. Красников, П.А. Лебедев [и др].

- №2005104134/22;

заявл. 15.02.2005;

опубл. 10.08.2005. Бюл. №15. - 4 с.

44. Пат. 54531 Российская Федерация, B01F7/04 (2006.01). Смеситель ма териалов [Текст] / А.Т. Лебедев, А.В. Захарин, П.А. Лебедев [и др]. №2005117808/22;

заявл. 08.06.2005;

опубл. 10.07.2006. Бюл. №19. - 4 с.

45. Пат. 54107 Российская Федерация, F04C18/344 (2006.01). Ротацион ный пластинчатый компрессор [Текст] / А.Т. Лебедев, А.В. Захарин, П.А. [и др].

- №2005122266/22;

заявл. 13.07.2005;

опубл. 10.06.2006. Бюл. №16. - 4 с.

46. Пат. 2299759 Российская Федерация, B01F 7/02, D01F 7/04. Лопастной смеситель [Текст]/ А.Т. Лебедев, А.В. Захарин, М.А. Красников [и др.]. №2005117768/15;

заявл. 08.06.2005;

опубл. 27.05.2007. Бюл. №15. - 6 с 47. Пат. 2333392 Российская Федерация, F04C18/344 (2006.01). Ротаци онный пластинчатый компрессор [Текст] / А.Т. Лебедев, А.В. Захарин, А.С.

Слюсарев [и др.]. - №2007108890/06;

заявка. 09.03.2007;

опубл. 10.09.2008. Бюл.

№25. - 5 с.

48. Пат. 2362026 Российская Федерация, F02B 43/00, F02D 41/00. Коррек тор подачи дизельного топлива [Текст]/ О.Л. Наумов, А.Т. Лебедев [и др.]. №2007149014/06;

заявл. 25.12.2007;

опубл. 20.07.2009. Бюл. №20. - 10 с.

49. Пат. 86682 Российская Федерация, F16B 3/00. Шпоночное соединение [Текст]/ А.Т. Лебедев, Р.В. Павлюк, Р.А. Магомедов [и др.]. - №2008152632/22;

заявл. 29.12.2008;

опубл. 10.09.2009. Бюл. №25. - 2 с.

50. Пат. 2402701 Российская Федерация, F16D 1/09. Съемная ступица для монтажа вращающегося элемента на приводном валу [Текст]/ А.Т. Лебедев, Р.В.

Павлюк, Р.А. Магомедов [и др.]. - №2009119273/11;

заявл. 21.05.2009;

опубл.

27.10.2010. Бюл. №30. - 9 с.

51. Пат. 2423214 Российская Федерация, B23P6/00 (2006.01). Способ вос становления прецизионных деталей [Текст]/ А.Т. Лебедев, Р.А. Магомедов, П.А.

Лебедев [и др.]. - №2009147528/02;

заявл. 21.12.2009;

опубл. 10.07.2011. Бюл.

№19. - 9 с.

52. Пат. 2427457 Российская Федерация, B23P6/00 (2006.01), C23C24/04 (2006.01), C23C14/24 (2006.01), B24B1/04. Способ восстановления деталей из алюминия и его сплавов [Текст]/ А.Т. Лебедев, А.В. Захарин, Р. В. Павлюк [и др.]. - №2009147524/02;

заявл. 21.12.2009;

опубл. 27.08.2011.

Бюл. №24. - 8 с.

53. Пат. 2428295 Российская Федерация, B23P11/02. Способ соединения с натягом деталей вал-втулка [Текст]/ А.Т. Лебедев, Р.В. Павлюк,Р.А.Магомедов [и др.]. - №2010100664/02;

заявл. 11.01.2010;

опубл. 10.09.2011. Бюл. №25. - 7 с.

54. Пат. 2408865 Российская Федерация, G01N3/56 (2006.01). Установка для испытания на абразивный износ рабочих органов почвообрабатывающих машин [Текст]/ А.Т. Лебедев, Р.А. Магомедов, Д.И. Макаренко [и др.]. №2009141060/28;

заявл. 05.11.2009;

опубл. 10.01.2011. Бюл. №1. - 5 с.