Восстановление трубопроводов, работающих под давлением, формообразующими клеевыми составами при техническом сервисе автомобилей
На правах рукописи
УШАКОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ, ФОРМООБРАЗУЮЩИМИ КЛЕЕВЫМИ СОСТАВАМИ ПРИ ТЕХНИЧЕСКОМ СЕРВИСЕ АВТОМОБИЛЕЙ Специальность 05.22.10 – эксплуатация автомобильного транспорта
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
г. Владимир, 2013
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образователь ном учреждении высшего профессионального образования «Российский государ ственный университет туризма и сервиса» (ФГБОУ ВПО «РГУТИС») на кафедре «Автосервис и транспортные услуги» Научный руководитель Башкирцев Владимир Иванович доктор технических наук, доцент кафедры «Автосервис и транспортные услуги» ФГБОУ ВПО «РГУТИС»
Официальные оппоненты: Карагодин Виктор Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры «Эксплуатация автомобиль ного транспорта и сервиса» ФГБОУ ВПО «Мос ковский автомобильно-дорожный государствен ный технический университет» (МАДИ) Ратников Александр Станиславович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобильный транспорт» ФГБОУ ВПО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» ФГБОУ ВПО «Рязанский государственный агро Ведущая организация технологический университет имени Павла Ан дреевича Костычева» (РГАТУ)
Защита диссертации состоится 18 июня 2013 г. в 14:00 ч. на заседании диссер тационного совета Д 212.025.02 при ФГБОУ ВПО ВлГУ по адресу: 600000, г. Влади мир, ул. Горького, д.87, кор. 1, ауд.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО ВлГУ по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, д.87, кор. 1.
Автореферат размещен на сайтах ВАК РФ (http://vak.ed.gov.ru) и ФГБОУ ВПО ВлГУ (www.vlsu.ru).
Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета, тел.
8(4922)53-34-97, факс 8(4922)36-19-81, E-mail:[email protected].
Автореферат разослан 13 мая 2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Баженов Ю. В.
кандидат технических наук, профессор
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Распоряжением Правительства Российской Феде рации от 22.11.2008 №1734-р утверждена Транспортная стратегия Российской Федерации, которая предусматривает развитие современной и эффективной транспортной инфраструктуры, обеспечивающей ускорение товародвижения и снижение транспортных издержек в экономике, а также повышение доступно сти услуг транспортного комплекса для населения. Указом Президента Россий ской Федерации от 07.07.2011 № 899 «Об утверждении приоритетных направ лений развития науки, технологий и техники Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации» утверждены восемь приори тетных направления развития науки, технологий и техники в Российской Феде рации. Одним из направлений является развитие транспортной системы. В Рос сии появились существенные ограничения роста экономики, обусловленные недостаточным развитием транспортной системы.
В значительной части узлов и деталей автомобильной техники, а также в оборудовании предприятий технического сервиса для разных функций исполь зуются трубопроводы, работающие под давлением. Постоянные нагрузки при водят к их износу и дальнейшему разрушению, что вызывает вывод оборудова ния из строя. Решением проблемы нарушенной герметичности трубопроводов, работающих под давлением, может стать восстановление при помощи формо образующих клеевых составов, которые могут заменить не только сварку, наплавку, пайку, но и восстановить работоспособность деталей, ремонт кото рых традиционными способами невозможен или затруднен.
Анализ технологий, применяемых при техническом сервисе оборудова ния, в котором используются трубопроводы, работающие под давлением, поз воляет сделать вывод, что использование формообразующих клеевых составов является экономически и технически актуальной задачей, решая которую мы значительно снижаем затраты на восстановление работоспособности выведен ной из строя техники. Технологии с применением клеевых составов могут ис пользоваться как на специализированных ремонтных предприятиях, так и част ными потребителями.
Работа выполнена в соответствии с планом НИИ «Центральный научно исследовательский институт сервиса» ФГБОУ ВПО «РГУТиС» в 2011 г. по те ме «Технологические основы разработки и применения клеевых составов при техническом сервисе автомототранспортных средств».
В связи с этим разработка метода герметизации трубопроводов, работаю щих под давлением, с применением клеевых составов является актуальной за дачей.
Цель исследований состоит в повышении эффективности предприятий технического сервиса за счет внедрения новых методов и технологий восста новления, работающих под давлением трубопроводов автомобилей, формооб разующими клеевыми составами.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1) исследовать условия работы и дефекты трубопроводов автомобилей;
2) исследовать способы восстановления трубопроводов автомобилей;
3) провести анализ напряженно-деформированного состояния клеевого шва при герметизации трубопроводов, работающих под давлением;
4) на основе экспериментальных исследований определить наиболее рабо тоспособную герметизирующую конструкцию трубопроводов, работаю щих под давлением;
5) разработать метод герметизации, работающих под давлением трубопро водов автомобилей;
6) внедрить результаты научных исследований и рассчитать их экономиче скую эффективность.
Положения выносимые на защиту:
- математическая модель, описывающая зависимость предела прочности клеевого соединения герметизирующей конструкции, с поврежденным участ ком трубопровода автомобиля, от площади клеевого шва;
- математические зависимости прочности клеевого соединения, от жест кости используемого герметизирующего материала, при ремонте трубопрово дов автомобилей - способы и технологии герметизации, работающих под давлением тру бопроводов автомобилей, при помощи формообразующих клеевых составов (патенты на изобретения РФ № 2439421, РФ № 2430321, РФ № 2439458).
Объектом исследования являются процессы взаимодействия клеевых соста вов с поверхностью трубопроводов автомобилей.
Методы исследования Для обоснования направления научных исследований и их внедрения в производство использовались законы и основные положения маркетинга. Выполненные в работе исследования базируются на основных по ложениях теории надежности машин, закономерностях сопротивления матери алов, существующих теориях адгезии.
Научная новизна заключается в получении совокупности новых знаний:
- разработан математический метод расчета зависимости параметров адге зивной накладки от давления в трубопроводе и площади повреждения;
- установлены математические зависимости прочности клеевого соедине ния, от жесткости используемого герметизирующего материала, при ремонте трубопроводов автомобилей - предложены способы ремонта, работающих под давлением трубопрово дов автомобилей, клеевыми составами (патенты на изобретение РФ № 2439421, РФ № 2430321, РФ № 2439458).
Практическую значимость составляют: технологии герметизации тру бопроводов автомобилей, позволяющие продлить срок их службы без специа лизированного оборудования.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на следующих конференциях:
- Международная специализированная научно-техническая конференция «АГРОСАЛОН 2009», МВЦ «Крокус Экспо» 16–19.09.2009, Москва;
- 14 международная научно-практическая конференция «Наука – Сервису» РГУТиС, Москва, 30.11–1.12.2009;
- Международная научно-практическая конференция «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей», ГНУ ГОСНИТИ, Москва, 15–16.12.2009;
- Всероссийская научная конференция аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы туризма и сервиса» РГУТиС, Москва, 15.04.2010;
- Международная научно-практическая конференция «Научные проблемы автомобильного транспорта», МГАУ им. Горячкина, Москва, 20–21.05.2010;
- работа стала победителем молодежно-инновационного конкурса «У.М.Н.И.К.–2010»;
- Межрегиональная выставка-конференция «Энергосберегающие техноло гии и техника в сфере АПК» ОГАУ, Орел, 17–19.11.2010;
- 15 международная научно-практическая конференция «Наука – Сервису» РГУТиС, Москва, 29–30.11.2010;
- Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского со става и аспирантов МГУЛ, Москва, 31.01–4.02.2011;
- 69 Научно-методическая и научно-исследовательская конференция, ФГОУ ВПО «МАДИ», Москва, 31.01.2011;
- Всероссийская научная конференция аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы туризма и сервиса» РГУТиС, Москва, 14.04.2011;
- Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопро сы инновационного развития транспортного комплекса», ГУНПК, г. Орел, 17– 18.05.2011, г. Орел;
- Международная научно-практическая конференция, посвященная памяти доктора экономических наук, профессора Л.С. Орсика, МГАУ им. Горячкина, Москва, 12–13.05.2011;
- Международная научная сессия «Инновационные проекты в области аг роинженерии», МГАУ им. Горячкина, Москва, 6–7.10.2011;
- 3 отчетная научно-практическая конференция по результатам проектов, выполняющихся за счет средств бюджетного финансирования и внебюджетных средств РГУТиС, Москва, 2.11.2011;
- работа стала победителем молодежно-инновационного конкурса «У.М.Н.И.К.–2012».
Работа обсуждена и рекомендована к защите на кафедре «Автосервис и транспортные услуги», ФГБОУ ВПО «РГУТиС».
Реализация результатов исследования. Разработанные способы восста новления трубопроводов, работающих под давлением, внедрены на предприя тиях технического сервиса ИП «Юдицкий А.М.», ООО «Формула», ИП «Баба шев Р.З.», а также на автомоечном предприятии ИП «Барнев Т.О.».
Результаты исследований реализованы в учебном процессе ФГБОУ ВПО «РГУТиС».
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 4 в периодических изданиях, рекомендованных ВАК, получено 3 патента на изобретения.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографии и приложений. Изложена на 146 страницах машинописного текста, содержит 57 рисунков, 7 таблиц. Библиографический список содержит 101 наименование, в том числе 6 на иностранном языке. При ложения включают 47 страницы научно-технической документации по резуль татам испытаний и внедрения разработок.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение содержит общую характеристику работы, обоснование актуаль ности темы и основные положения диссертации, выносимые на защиту. Сфор мулированы цель и задачи исследования.
В первой главе проведены маркетинговые исследования и анализ условий работы, дефектов и способов восстановления трубопроводов автомобильной техники.
Проведенные маркетинговые исследования позволили выявить возмож ных потребителей и насыщенность рынка, конкурентоспособность предлагае мых научных исследований. Соблюдение законов маркетинговых исследований позволило правильно выбрать направление научных исследований.
Анализ дефектов и способов восстановления таких деталей автомобиль ной техники, как топливопроводы и радиаторы охлаждения ДВС и систем кон диционирования показал, что большая часть ремонтно-восстановительных ра бот проводится с применением пайки либо заменой поврежденного участка трубопровода. Данные способы обладают малой универсальностью и требуют широкого набора инструментов и навыков.
Решением проблемы восстановления герметичности трубопроводов авто мобилей, может стать их восстановление при помощи формообразующих клее вых составов, которые могут заменить сварку, наплавку и пайку.
Восстановление трубопроводов автомобилей, с применением формообра зующих клеевых составов имеет большое практическое значение. Основопола гающий вклад в науку и практическое применение клеевых составов при тех ническом сервисе машин и оборудования внесли В.И. Башкирцев, А.Б.Тулинов, М.Е. Кричевский, В.В. Курчаткин, Г.В. Мотовилин. Они со своими учениками не только сформировали базу для дальнейшего развития этого перспективного направления, но и разработали множество практических рекомендаций, успеш но реализованных на практике. С учетом того, что сфера технического сервиса во многих регионах России развита слабо, а в то же время наблюдаются тен денции роста автопарка и расширения модельного ряда, необходимо признать, что существует потребность в создании простых и недорогостоящих способах ремонта деталей автомобильной техники, в которой используются, работающие под давлением трубопроводы. Названные способы должны позволять опера тивно и без наличия специального инструмента производить ремонтные рабо ты. Применяемые при восстановлении герметичности трубопроводов автомо билей материалы, должны иметься в широкой продаже, быть универсальными и простыми в применении.
Во второй главе приведен анализ видов напряжений и прочности клеевых соединений, а также напряженно-деформированного состояния клеевого шва при восстановлении работоспособности, работающих под давлением трубопро водов автомобилей, клеевыми составами.
Анализ теории клеевых соединений позволил определить основные виды нагрузок, действующих на адгезивные соединения: сдвиг, отдир и расслаива ние, равномерный отрыв, неравномерный отрыв, равномерное сжатие. Наибо лее устойчивыми к разрушению являются конструкции, спроектированные на сдвиг или отрыв, так как в таких соединениях, напряжения равномерно распре делены по площади склеивания. При восстановлении трубопроводов, работаю щих под давлением, при помощи адгезивов наиболее технологичной является конструкция с использованием накладки с внешней стороны стенки трубопро вода. При названном виде герметизации соединение работоспособно при со блюдении условия: шва шва ;
накладки накладки Жесткость формообразующих клеевых составов характеризуется модулем упругости и составляет 0,18 105 - 0,40 105 МПа, в то время как модуль упруго сти сталей составляет 2 105 - 2,2 105 МПа. Из этого следует, что нагрузка, рас пределенная по накладке радиусом (r), будет деформировать ее относительно более жестких стенок трубопровода. Расчет показателей напряжений позволит определить такие параметры герметизирующей конструкции, как толщину (h) и площадь (F) накладки. Выделив из деформированной адгезивной накладки эле менты ds1 и ds2 и проведя анализ напряженно-деформированного состояния данных элементов двумя парами меридиональных и нормальных конических сечений, получаем, что круглая форма накладки способствует распределению напряжений в двух направлениях–меридиональном (m) и окружном (t) (рис.1).
Рис.1. Элемент адгезивной накладки, выделенный двумя парами меридиональ ных и нормальных конических сечений При указанном виде деформации в грани, перпендикулярной радиусу накладки, кроме нормальных напряжений m и t, возникает и касательное напряжение, перпендикулярное срединной плоскости.
По параболическому закону это напряжение распределено по толщине h накладки, при Y оно равно нулю. Учитывая пластичность материала накладки, применив гипотезу прочности наибольших касательных напряжений, получим экв 1 3 6 gR. Приравняв эквивалентное и допускаемое напряже 8h ния, найдем толщину накладки. С учетом коэффициента запаса прочности 3gR формула имеет вид: h 4n Определим изгибающие моменты и построим их эпюры, для этого зада d дим значения радиуса и вычислим величины и Величина изгибающих dr r gR моментов в центре не превысит значения, равного значению момента Mm у заделки, потому что края накладки имеют жесткую заделку. Более всего под верженной риску разрушения является точка около заделки (рис.2).
Рис.2. Эпюра изменения моментов в адгезивной накладке Задав в качестве значений диапазоны радиусов наиболее часто встречаю щихся повреждений и рабочих давлений трубопроводов, работающих под дав лением (2…10 мм), (0,1…1,0 МПа), построим трехмерную диаграмму, из кото рой графически можно определить толщину адгезивной накладки (рис.3).
Анализ полученных результатов позволил выявить закономерности рас пределения напряжений в клеевом шве: 1– при низкой жесткости герметизиру ющей конструкции, клеевой шов будет работать в самом неблагоприятном ре жиме – на отдир. Передача усилия транспортируемой средой на адгезивную накладку концентрирует напряжения по периметру герметизируемого участка.
Это приводит к возрастанию поперечной нагрузки G и дальнейшему разруше нию клеевого шва. 2 – для обеспечения высокой работоспособности клеевого соединения, необходимо применение жесткой герметизирующей конструкции.
При достаточной жесткости используемого материала, она обеспечит равно мерное распределение напряжений по всей площади адгезивного шва.
Рис.3. Трехмерная диаграмма для определения толщины накладки при заданных давлении и радиусе отверстия В третьей главе представлена методика экспериментальных исследова ний.
Для серии экспериментов использовались 8 наименований имеющихся в широкой продаже клеевых составов с разными физико-механическими и адге зионными характеристиками: Magnum Steel;
Лео-Т керамика;
Клей эпоксидный универсальный ЭДП;
Десан;
Clear Weld;
Десан термо;
Комполит;
Pro Weld. Ис следование адгезионных характеристик клеевых составов проводились в соот ветствии с ГОСТ 14759–69 на разрывной машине Р-5. Образцы изготавливали из полосы листового металла длиной 60 мм, толщиной 2 мм и шириной 20 мм.
Образцы склеивали внахлест длиной 15мм. Перед склеиванием образцы подго тавливали: зачищали и обезжиривали.
После склеивания образцы выдерживали 3, 6, 8, 24, 36 часов при темпера туре 22 0С и подвергали испытанию.
Статическая прочность при отрыве клеевых соединений определялась со гласно ГОСТ 14760–69. Образцы диаметром 25 мм и высотой 40 мм склеивали так, чтобы взаимное смещение между ними не превышало 0,5 мм. Отверждение клеевого состава проводилось при температуре 22 0С, затем образцы подверга ли испытанию после выдержки в 3, 6, 8, 24, 36 часов.
Для исследований предела прочности клеевого соединения была собрана установка, позволяющая нагнетать давление при помощи жидкой среды в обра зец для испытаний, имитирующий поврежденный участок трубопровода и из мерять усилие, разрушающее клеевое соединение (рис.4). В качестве образцов были изготовлены металлические цилиндры, с одной стороны которых было внутреннее резьбовое соединение, а с другой – имитирующее повреждение просверленное отверстие диаметром 3мм. На образце область, прилегающую к отверстию, подготавливали: зачищали наждачной бумагой и обезжиривали. За тем отверстие герметизировали различными видами клеевых соединений.
Рис.4.Экспериментальная установка с образцом, имитирующим поврежденный участок трубопровода, предназначенная для испытаний предела прочности адгезивного соединения 1–насос,2–манометр, 3–переходник,4–шланг, 5–насадка, 6–образец, 7–накладка В эксперименте использовались адгезивы трех марок: Magnum Steel, Де сан и Комполит, отличающиеся различными адгезионными и прочностными свойствами. Они были выбраны по результатам испытаний на сдвиг и отрыв.
В ходе данного эксперимента было проведено исследование пяти видов клеевых соединений для определения следующих зависимостей:
-зависимости прочности клеевого соединения от жесткостных свойств ис пользуемого адгезива;
- определения оптимальной площади клеевого шва;
- определения толщины герметизирующей накладки;
- зависимости прочности клеевого соединения от армирования адгезива;
- определения прочности клеевого шва с использованием жесткой наклад ки.
Образец фиксировали на наконечнике армированного шланга установки при помощи резьбового соединения. При помощи рычага насоса нагнетали дав ление до разрушения соединения, после разрушения записывали значения шка лы манометра.
Для исследования предела прочности клеевых соединения на трубопрово дах, работающих под давлением, при циклических нагрузках были использова ны те же образцы, что и в предыдущем эксперименте. Образцы подготавлива ли, склеивали и подвергали циклическим перепадам температур от -25 до 95 0С.
В ходе эксперимента образцы подвергались 5, 10, 20, 30 циклам нагрузок для каждого соединения. После этого на разработанной установке измерялся пре дел прочности клеевого соединения каждого из образцов.
В четвертой главе представлены результаты экспериментальных иссле дований.
Анализ клеевых составов на отрыв показал зависимость прочности клее вого соединения от состава (рис. 5). Наиболее устойчивыми к разрушению ока зались составы Комполит и ProWeld. Предел прочности этих составов на отрыв составил 33 и 34,2 МПа соответственно.
В результате статических испытаний на отрыв была определена статиче ская прочность восьми марок клеевых составов, широко представленных на по требительском рынке.
Статические испытания клеевых составов на сдвиг показали, что из испы танных клеевых составов, в отличие от результатов исследования на отрыв, наиболее устойчивыми к разрушению оказались составы Десан и Clear Weld.
Предел прочности этих составов на сдвиг составил 34 и 36 МПа (рис.6).
В результате статических испытаний клеевых составов на сдвиг и отрыв для дальнейших экспериментальных исследований были выбраны три марки клеевых составов: Magnum Steel, Десан и Комполит.
Рис.5. Диаграмма предела прочности различных клеевых составов при испытании на отрыв Рис.6. График предела прочности клеевых соединений на сдвиг Эксперимент с герметизацией повреждения накладками различной пло щади показал, что предел прочности клеевого соединения растет до определен gf ного показателя. Это говорит о корректности расчетной формулы F. На графике видно, что рост предела прочности прекращается после превышения площади, рассчитанной при помощи формулы, то есть дальнейшее увеличение площади шва является нерациональным (рис.7).
Исследование оптимальной толщины адгезивной накладки показало, что с увеличением ее толщины, и, как следствие, ее жесткости, растет и предел проч ности соединения (рис.8). Однако указанная тенденция имеет предел. Так, при 3gR превышении толщины накладки, рассчитанной по формуле h, рост 4n предела прочности прекратился. Это характерно для всех используемых соста вов. Был сделан вывод, что с увеличением жесткости накладки растет и проч ность клеевого соединения, но чрезмерное увеличение толщины является нера циональным.
Рис.7. График зависимости предела прочности клеевого соединения от площади адгезивной накладки Рис.8. Зависимость предела прочности клеевого соединения от толщины адгезивной накладки Эксперимент с армированием адгезивной накладки показал, что прочность клеевого соединения растет пропорционально росту жесткости армирующего материала (рис.9). При использовании армирующих материалов из стальной се ти предел прочности значительно возрастал.
Рис.9. Диаграмма зависимости предела прочности адгезивного соедине ния от армирования Сетка1-ячейка-1мм,d-0,2мм;
Сетка2-ячейка-3мм,d-0,4мм;
Сетка3-ячейка 5мм,d-0,55мм;
Исследование предела прочности клеевого соединения с использованием жесткой накладки показало, что в названном соединении усилия, действующие на адгезивное соединение, равномерно распределяются по площади шва, что заставляет клеевое соединение работать на отрыв. Это значительно повышает его работоспособность. Предел прочности клеевого соединения с использова нием жесткой накладки повышается как минимум на 13,3 МПа по сравнению с конструкцией с применением армирования жесткой стальной сетью (рис.10).
Рис.10. Диаграмма зависимости предела прочности клеевого соединения от используемого способа герметизации Циклические испытания клеевого соединения с использования жесткой накладки показали зависимость предела прочности клеевого соединения от жесткостных свойств используемого в нем адгезива. В результате эксперимента удалось определить, что после циклических нагрузок наиболее устойчивым к разрушению является то соединение, в котором используется клеевой состав средней жесткости (рис.11).
Рис.11. Диаграмма зависимости предела прочности адгезивного соединения от циклических нагрузок Результаты эксплуатационных испытаний подтвердили теоретические предпосылки и экспериментальные исследования. Восстановление трубопрово дов автомобилей, при помощи предлагаемых технологий с использованием формообразующих клеевых составов позволяет значительно продлить срок их службы. Наблюдение за восстановленными объектами осуществлялось с ок тября 2009 года по ноябрь 2012 года. Восстановление трубопроводов, работа ющих под давлением, при помощи клеевых составов является менее трудоем ким и затратным видом ремонта, чем их замена или ремонт при помощи тра диционных способов. При проведении эксплуатационных испытаниях выясни лось, что более технологичными являются составы с низкой вязкостью, так как они полностью заполняет поврежденный участок.
Данные по трем автомобилям, эксплуатируемых в период испытаний:
1. Марка, модель ТС – ВАЗ 21703;
Объект ремонта- радиатор ДВС Идентификационный номер (VIN) – XTA21703080116367;
Наименование (тип ТС) – легковой;
Тип двигателя – бензиновый;
Мощность двигателя, л.с.– 97,9;
Начало испытаний 17 апреля 2011 г., окончание – декабрь 2011 г.
Пробег на начало испытаний (км) -76254, Пробег на конец испытаний (км) -101025.
2. Марка, модель ТС – ВАЗ 21099;
Объект ремонта- топливопровод Идентификационный номер (VIN) – XTA2109943622057;
Наименование (тип ТС) – легковой;
Тип двигателя – бензиновый;
Мощность двигателя, л.с.– 78;
Начало испытаний 23 января 2011 г., окончание – ноябрь 2011 г.
Пробег на начало испытаний (км) -124365, Пробег на конец испытаний (км) -148964.
3. Марка, модель ТС – Форд;
Объект ремонта- топливопровод Идентификационный номер (VIN) – X9F3XXEED36L84689;
Наименование (тип ТС) – легковой;
Тип двигателя – бензиновый;
Мощность двигателя, л.с.– 145;
Начало испытаний 17апреля 2011 г., окончание – декабрь 2011 г.
Пробег на начало испытаний (км) -142147, Пробег на конец испытаний (км) -174236.
За период наблюдений, отказов восстановленных объектов не было, что позволяет сделать заключение о надежности предлагаемых способов.
В пятой главе представлены технологии восстановления работоспособ ности трубопроводов автомобилей и технических систем предприятий техниче ского сервиса. Способы восстановления топливопроводов заключаются в том, что для герметизации повреждения трубопровода используются клеевой фор мообразующий состав и гибкая стальная лента, либо жесткая накладка, либо оплетка из проволоки (рис.12). Разработанные технологии внедрены на пред приятиях технического сервиса г. Пушкино Московской области ИП «Юдиц кий А.М.» и ИП «Барнев Т.О.», ООО «Формула», ИП «Бабашев Р.З.».
Рис.12. Способы герметизации трубопроводов, работающих под давлением:
а – жесткой накладкой, б– стальной лентой, в– проволокой 1–повреждение;
2–трубопровод;
3–адгезив;
4–оплетка из стальной ленты;
5– жесткая накладка;
6–обмотка из проволоки.
Для восстановления радиаторов охлаждения ДВС применяются термостойкие, формообразующие клеевые составы. В поврежденное место радиатора встав ляют тонкостенные трубки с повышенной теплопроводимостью (медь, алюми ний) либо стержни с повышенной теплопроводимостью, которые соединяют с дополнительной теплообменной поверхностью, выходящей за пределы поверх ности радиатора и заполняют формообразующим клеевым составом с наполни телями, имеющими повышенную теплопроводимость (рис.13;
рис.14) Рис.13. Схема способа герметизации места течи сердцевины радиато ра охлаждения с помощью формообразующего клеевого состав и тонко стенных трубок 1–место течи радиатора, 2–резиновая прокладка, 3–деревянная подставка, 4– тонкостенные трубки, 5–формообразующий клеевой состав Рис.14. Схема способа герметизации места течи сердцевины радиато ра охлаждения с помощью формообразующего клеевого состав и дополни тельной теплообменной поверхности 1–место течи радиатора, 2–резиновая прокладка, 3–деревянная подставка, 4– стержень, 5–дополнительная теплообменная поверхность, 6–формообразующий клеевой состав При восстановлении трубопровода топливной системы автомобиля ВАЗ 21099 на ПТС ИП «Бабашев Р.З.» экономический эффект составил 2960,1 руб лей. Экономический эффект от внедрения результатов научных исследований в ООО «Формула» составил 35738,6 рублей за год. Предлагаемая технология не требует капитальных вложений и сложного оборудования и окупается при пер вом ее применении.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. Анализ условий работы, повреждений и существующих способов вос становления трубопроводов автомобилей, показал, что существующие способы восстановления герметичности обладают малой универсальностью, являясь ли бо недостаточно надежными, либо трудоемкими и требующими широкого набора инструмента. Решением проблемы может стать восстановление трубо проводов автомобилей с применением формообразующих клеевых составов.
2. При восстановлении трубопроводов автомобилей, для максимальной устойчивости клеевого соединения к разрушению, его следует проектировать для работы на сдвиг или отрыв. Необходимо применять герметизирующую конструкцию из жесткого материала, не уступающего по жесткости материалу стенок трубопровода, такая конструкция обеспечит равномерное распределение напряжения по всей площади клеевого шва, это повысит его работоспособ ность.
3. Для теоретического определения необходимой площади клеевого шва, при восстановлении трубопроводов автомобилей и объектов технического сер gf виса, возможно использование формулы F При известных давлении в трубопроводе (g), площади повреждения (f) и пределе прочности клеевого состава (), данная формула позволяет рассчитать необходимую площадь клеевого шва. Экспериментальные исследования пока зали, что превышение площади клеевого шва, рассчитанного по выведенной формуле, является нерациональным.
4. Экспериментальные исследования показали, что при герметизации тру бопроводов автомобилей, использование материалов с высокой жесткостью, например металлов, повышает предел прочности соединения минимум на 13, МПа.
5. Эксплуатационные испытания, проведенные на 35 объектах автомо бильной техники и объектах технического сервиса автомобилей, подтвердили работоспособность предложенных технологий. Средний пробег автомобилей, эксплуатируемых с восстановленными трубопроводами составил 28651 км. За период наблюдений, отказов восстановленных деталей не было.
6. По результатам экспериментальных исследований, разработаны спосо бы восстановления трубопроводов автомобилей, максимально устойчивых к разрушению. Способы позволяют восстанавливать топливопроводы автомоби лей при помощи клеевых составов с наложением витков стальной ленты, сталь ной проволоки и жесткой накладки, а так же восстанавливать герметичность радиаторов охлаждения ДВС, при помощи формообразующих клеевых соста вов. На разработанные способы получены патенты на изобретения РФ № 2439421, РФ № 2439458, РФ № 2430321.
7. Результаты исследований внедрены на предприятиях технического сер виса ИП«Юдицкий А.М.», ООО «Формула», ИП «Бабашев Р.З.», а также на ав томоечном предприятии ИП «Барнев Т.О.».
При восстановлении трубопровода топливной системы автомобиля ВАЗ 21099 составил 2960,1 рублей. Годовой экономический эффект от использова ния разработанных технологий на предприятии технического сервиса ООО «Формула» составил 35738,6 рублей. Предлагаемая технология не требует ка питальных вложений, поэтому окупается при первом ее применении.
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕДИССЕРТАЦИИ В изданиях, рекомендованных ВАК 1. Башкирцев Ю.В. Особенности разработки формообразующих клеевых составов для технического сервиса автомобилей / Ю.В. Башкирцев, О.С. Никишина, И.Л. Кручер, С.В. Ушаков // Электротехнические и информационные комплексы и системы.2010. №3, т.6. С. 58–61. (0, п.л. / 0,1 п.л.).
2. Грибут И.Э.Теоретическое обоснование использования клеевых соста вов для разработки метода фиксации шпилек в отверстиях с повре жденной резьбой при техническом сервисе автомобилей / И.Э. Грибут, И.Л. Кручер, О.С. Никишина, С.В. Ушаков, А.В. Колосков // Электро технические и информационные комплексы и системы. 2010. №1, т.6.
С. 55–58. (0,4 п.л. / 0,1 п.л.).
3. Голубев О.П. Применение клеевых составов при техническом сервисе автомобилей / О.П. Голубев, И.Л. Кручер, О.С. Никишина, С.В. Стреб ков, С.В. Ушаков// Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2010. №1, т.6. С. 59–64.(0,3 п.л. / 0,06 п.л.).
4. Ушаков С.В. Методы ремонта трубопроводов, работающих под давле нием, полимерными композиционными материалами / С.В. Ушаков // Сервис в России и за рубежом [электронный журнал]. 2011. № (20).URL: www.rguts.ru.(дата обращения:01.03.2012).(0,3 п.л.).
В других изданиях 5. Башкирцев В.И. Анализ напряженно-деформированного состояния ад гезивной накладки при восстановлении трубопроводов, работающих под давлением / В.И. Башкирцев, О.П. Голубев, С.В. Стребков, И.Л.
Кручер, С.В. Ушаков // Теоретические и прикладные проблемы сервиса 2009. № 4 (33). С. 11–17 (0,8 п.л. / 0,1 п.л).
6. Башкирцев В.И. Исследование особенностей взаимодействия адгезивов с поверхностью восстанавливаемой детали / В.И. Башкирцев, И.Э. Гри бут, И.Л. Кручер, С.В. Ушаков, А.В. Колосков // Теоретические и при кладные проблемы сервиса. 2009. № 4 (33). С. 22–26. (0,6 п.л. / 0,1 п.л.) 7. Башкирцев В.И. Особенности восстановления трубопроводов, работа ющих под давлением, формообразующими клеевыми составами / В.И.
Башкирцев, С.В. Ушаков // Энергосберегающие технологии и техника в сфере АПК. Сборник материалов к межрегиональной выставке конференции. 17–19 ноября 2010 г. Орел: ФГОУ ВПО «ОГАУ», 2011.
С. 79–80. (0.6 п.л./0.3. п.л.).
8. Ушаков С.В. Теоретическое обоснование способов восстановления герметичности трубопроводов, работающих под давлением, с примене нием формообразующих клеевых составов / С.В. Ушаков // Технология и оборудование лесопромышленного производства. Научные труды ФГОУВПО «МГУЛ». М.: 2011. №356. С.155–163. (1,1 п.л. / 1,1 п.л.) 9. Технологические основы разработки и применения основных составов при техническом сервисе автомототранспортных средств. Отчет о НИР (заключ.): 01-11 / Всерос. гос. ун-т туризма и сервиса. М., 2011. Рук.
В.И. Башкирцев. Исполн.: Посеренин С.П., Сучилин В.А., Голубев О.П., Панасенко В.Е., Мисюрин Л.М., Кручер И.Л., Ушаков С.В., Ни кишина О.С., Колосков А.В. № ГР 01201168750. Инв.№ 02201251325.
10.Способ герметизации места течи сердцевины радиатора охлаждения:
пат. 2430321. Рос. Федерация. С1 / В.И. Башкирцев, И.Э. Грибут, Ю.В.
Башкирцев, О.С. Никишина, И.Л. Кручер, С.В. Ушаков (РФ). № 2010101235;
заявл. 18.01.2010;
опубл. 27.09.2011, Бюл. № 27.(0,6п.л./0,1п.л.).
11.Способ восстановления герметичности сердцевины радиатора охла ждения: пат. 2439458. Рос. Федерация. С2 / В.И. Башкирцев, Ю.В. Баш кирцев, И.Л. Кручер, С.В. Ушаков, О.П. Голубев, О.С. Никишина (РФ).
№ 2010108359;
заявл. 09.03.2010;
опубл.10.01.2012. Бюл.№1.
(0,6п.л./0,1п.л.).
12.Способ герметизации трубопроводов, работающих под давлением:
пат.2439421. Рос. Федерация. С2/ В.И. Башкирцев, О.П. Голубев, Ю.В.
Башкирцев, С.В. Ушаков, И.Л. Кручер, О.С. Никишина, А.В. Колосков (РФ). № 2010106229;
заявл. 24.02.2010;
опубл.10.01.2012. Бюл.№1.
(0,6п.л./0,1п.л.).