909

Суммарная мощность, которая расходуется на резание смерзшегося дисперсного материала, на трение разрыхленного материала о стенку выработки, на подъем и трение о винтовую поверхность фрезы, рассчитывается на основании баланса мощности (1)

Р = 18,7 + 14,3 + 9,1 + 1,49 + 0,166 = 43,756 кВт.

Мощность электродвигателя равна

Расчетное значение мощности при значении предельного износа резца по

четов можно сделать вывод: 42,7 % мощности расходуется на резание и рыхление смерзшегося материала, 32,7 % на преодоление добавочных сил сопротивления резанию, возникающие на площадке износа резца, 20,8 % на трение разрыхленного материала о стенку выработки и его перемешивание и 3,8 % мощности расходуется на подъем разрыхленного материала и на трение о винтовую поверхность фрезы.

Литература 1.Башкатов Д.Н. Вращательное шнековое бурение геолого-разведочных скважин. М.:

Недра, 1968. – 192 c.

2. Елтышев В.А., Чудинов П.С., Барыкин Ю.А. Методика оптимального проектирования геометрических параметров резца // Строительные и дорожные машины. – 2016. - № 9. - С. 46–48.

3.Корнеев Г.В. Детали машин и подъемно-транспортные машины. М.: Машгиз, 1962. –

367 c.

4.Лепнев М. И., Северинова Э. П. Грузы и мороз: (процессы смерзания и восстановления сыпучести грузов). – М: Транспорт, 1988. – 143 с.

5.Перевозка смерзающихся грузов: Справочник / И.И. Батраков, Ю.А. Носков, В.Н. Харламов; В.А. Шкурин; Под ред. Ю. А. Носкова. – М.: Транспорт, 1988. – 208 с.

УДК 621.452

Е.А. Збруев, С.Б. Кучков, ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

ОБЗОР ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ ДВС

Аннотация. В статье рассмотрены основные способы диагностики цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания. Дана краткая характеристика основных методов диагностирования ЦПГ с указанием их преимуществ и недостатков. Статья будет интересна инженерам технического сервиса, механиза-

251

торам, студентам и аспирантам, обучающимся по соответствующим специальностям.

Ключевые слова: цилиндропоршневая группа, методы диагностики, диа-

гностика

Цилиндропоршневая группа (ЦПГ) на 80 % определяет ресурс двигателя внутреннего сгорания (ДВС) до первого капитального ремонта [3]. Своевременное диагностирование и прогнозирование технического состояния в процессе эксплуатации автомобильных двигателей принято рассматривать как основное условие обеспечения их эксплуатационной надёжности и эффективности. Среди узлов и деталей двигателей автомобилей цилиндропоршневая группа (ЦПГ) наиболее подвержена эксплуатационному износу.

Всвязи со всё большим внедрением «безразборного восстановления» сопряжений ДВС повысилась потребность в технической диагностике ЦПГ.

Внастоящее время стандартизованы [1] прямые и косвенные диагностические параметры ЦПГ (таблица). Прямой – структурный параметр (например, износ, зазор в сопряжении и др.), который непосредственно характеризует техническое состояние объекта. Косвенный параметр (например, давление масла, дымность, и др.) косвенно характеризует техническое состояние ЦПГ [1]. Распространение косвенных методов при оценке технического состояния ЦПГ объясняется возможностью диагностики ДВС без глубокой разборки.

Разработано множество методов и средств оценки состояния ЦПГ двигателя без разборки.

Оценка технического состояния ЦПГ ДВС по характеристикам вибрации – метод диагностирования технических систем и оборудования, основанный на анализе параметров вибрации, создаваемой работающими деталями ДВС. При вибрационной диагностике как правило исследуются временной сигнал или спектр вибрации того или иного оборудования. С точки зрения вибрационной диагностики наиболее информативными являются колебания, вызываемые силами в

252

ЦПГ, порождающие удары в различных сопряжениях (механические удары в сопряжении поршень-цилиндр) [5].

Одно из преимуществ виброакустической диагностики ЦПГ заключается в том, что она дает возможность оценить степень изношенности отдельных деталей и определить величину зазора [6].

Виброакустический, спектрографический и радиоактивационный методы диагностирования требуют сложной электронной аппаратуры и в условиях сельскохозяйственного производства не всегда экономически оправданы [6].

Оценку технического состояния ЦПГ ДВС по расходу картерных газов, определяют индикаторными приборами типа КИ – 13761 [5]. Индикатор с помощью переходника присоединяют к заливной горловине двигателя и устанавливают в вертикальном положении. Прорывающиеся в картер газы проходят через корпус индикатора и поднимают поршень в сигнализаторе (поршень всплывает). Если расход газов превышает допускаемое значение, то двигатель подлежит ремонту. Повышенный расход газов может быть либо по причине чрезмерного износа ЦПГ, либо вследствие закоксовывания или поломки поршневых колец в разных цилиндрах. Если суммарный расход газов превышает 70 % предельного значения, то следует проверить исправность каждого цилиндра по отдельности.

Применение такого метода не требует высоко квалифицированных специалистов, дорогостоящего оборудования, электроэнергетического обеспечения и может реализовываться в полевых условиях. Характерным недостатком является отсутствие возможности определять техническое состояние цилиндропоршневой группы каждого цилиндра в отдельности [4].

Диагностика состояния ЦПГ по утечкам воздуха в камере сгорания. Данный метод позволяет произвести диагностику на неработающем двигателе.

Метод основан на определении величины падения давления сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр. Отличие от компрессометра в том, что показания не зависят от оборотов мотора, состояния АКБ и т. п., так как измерения проводятся на неподвижном моторе. Входное давление подается компрессором и контролируется входным манометром.

К достоинствам данного метода можно отнести возможность дифференциальной оценки цилиндропоршневой группы конкретного цилиндра, относительную простоту и небольшую стоимость прибора.

К недостаткам этого метода относятся:

-большая трудоемкость выполнения подготовительных работ и высокая квалификация персонала;

-зависимость используемого диагностического параметра от различного рода факторов, влияющих на точность оценки, например температура двигателя, положение поршня, наличие масла в камере сгорания.

Впроцессе работы двигателя в камере сжатия сгорает некоторое количество картерного масла, проникающего через зазоры в кольцах между поршнем и цилиндром. Чем больше эти зазоры, тем больше угар масла. Предельно допустимый угар масла для всех двигателей - 4.5 % [6].

расход масла на угар, определяемый как отношение массы его доливки в

ДВС к расходу топлива дизеля или к пробегу автомобильного ДВС в один период. При этом потери масла через турбокомпрессор, через ГРМ при износе втулок и

253

маслосъемных колпачков клапанов, через уплотнения в ДВС, а также отсос масляного тумана и брызг масла системой вентиляции картера должны быть учтены как не относящиеся к ЦПГ;

Методы диагностирования по расходу масла на угар трудоемки и приближённы. Они дают возможность дать только общую оценку технического состояния ЦПГ

Одним из распространённых методов диагностирования ЦПГ является замер компрессии в цилиндрах двигателя по давлению такта сжатия. Для этого используют, компрессометры различных конструкций. Прибор представляет собой стержень с внутренним каналом. В верхней части стержня закреплен манометр, а нижняя часть заканчивается наконечником для подсоединения к форсуночным либо свечным отверстиям двигателя.

Диагностирование по давлению в конце сжатия (компрессии) не отображает истинное состояние в ЦПГ двигателя. Снижение давления сжатия может быть вызвано не только износом гильз цилиндров, компрессионных колец, поршней, но и нарушением тепловых зазоров в клапанном механизме, износ направляющих втулок клапанов, прогорание поршня или клапана, негерметичность впускных и выпускных клапанов, закоксовывании поршневых колец, их поломка, дефекты прокладки ГБЦ и т.д.

Проведя анализа литературных источников по вопросу диагностирования ЦПГ двигателя внутреннего сгорания, можно сделать следующие выводы:

1.Предупреждению преждевременного ремонта и прогнозирования остаточного ресурса ДВС, исследованиям, посвященным дифференциальной диагностике посвящено достаточное количество литературных источников. Из их анализа следует, что в процессе эксплуатации, при технических обслуживаниях, перед ремонтом и после него существует необходимость дифференциальной диагностики.

2.В настоящее время существуют различные методы и средства диагностирования ЦПГ. Эти методы различны по своему содержанию, глубине и точности и используются для разных целей диагностирования. Одни методы позволяют оценить состояние ЦПГ всего двигателя, другие - состояние ЦПГ отдельного цилиндра, третьи -состояние некоторых элементов ЦПГ. Каждый из методов имеет

свои преимущества и недостатки: одни из них сложны и требуют применения дорогостоящего технологического оборудования, другие не являются универсальными, третьи – трудоемки.

В практике эксплуатации широко распространены методы диагностирования ЦПГ, основанные на анализе герметичности надпоршневого пространства. Однако полной сравнительной характеристики методов не проводилось.

Литература

1.ГОСТ 23435–79. Техническая диагностика. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Номенклатура диагностических параметров. – Введ. 1980.01.01 – М.: Издателство стандартов,

1979. - 11 с.

2.Диагностика и техническое обслуживание машин: учебник* / А. Д. Ананьин [и др.]. - М.: Академия, 2015. - 416 c.

3.Николаев Е.В. Совершенствование технологии диагностирования цилиндропоршневой группы дизельного двигателя по параметрам картерных газов: автореф. дис. … канд. техн. наук / НиколаевЕ.В. М., 2013. - 17 с.

254

4.Колунин А.В. Определение состояния цилиндропоршневой группы двигателей военной техники по расходу картерных газов / А.В. Колунин, А.С. Шудыкин, С.В. Белокопытов // Известия ТулГУ. Технические науки. - 2018. - Вып. 11. - С. 583-588.

5.Аталиков А.Н. Анализ методов диагностирования цилиндропоршневой группы для оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания // Международный студенческий научный вестник. - 2017. - № 4-4.

[Электронный ресурс]; URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=17413 (дата обращения:

<ahref="http://scienceforum.ru/2018/article/2018006535">http://scienceforum.ru/2018/article/201800653

5</a> (дата обращения: 08.10.2020).</p>

УДК 331.453

Л.В. Кобцева, К.К. Маркграф,

ФГБОУ ВО Алтайский ГАУ, г. Барнаул, Россия e-mail: Kobtseva_l@inbox.ru

АНАЛИЗ ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ УЧАСТКА ПОКРАСКИ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ В СТО И ПУТИ ИХ НОРМАЛИЗАЦИИ

Аннотация. Для оптимальной и эффективной организации процесса обслуживания и ремонта автомобилей необходимы знания по технологиям их диагностирования, технического обслуживания и ремонта современных автомобилей. Не менее важной задачей является организация безопасных и комфортных условий труда на каждом рабочем месте.

Ключевые слова: окрасочный участок, органические растворители, автомаляр, краски, растворители, токсические вещества.

Автомобиль необходим человеку и на производстве, и в повседневной жизни. Ни одна сфера деятельности не обходится без использования автотранспорта. С каждым годом растет число автомобилей, находящихся в личном пользовании. В связи с широким использованием автотранспорта, увеличением числа автомобилей и совершенствованием их конструкции возрастает потребность в квалифицированных специалистах по обслуживанию и ремонту автомобильной техники. Для оптимальной и эффективной организации процесса обслуживания и ремонта автомобилей необходимы знания по технологиям их диагностирования, технического обслуживания и ремонта современных автомобилей. При техническом обслуживании и ремонте автотранспортных средств (АТС) должны выполняться требования Межотраслевых правил по охране труда на автомобильном транспорте ПО- ТРМ-027-2003. Не менее важной задачей является организация безопасных и ком-

фортных условий труда на каждом рабочем месте. Решение этих задач позволит не только выполнять качественно на высоком техническом уровне работы, но и сохранять работоспособность здоровье и жизнь каждого работника [3].

Окрасочный участок является одним из наиболее опасных и вредных как по воздействию на работающих и по воздействию на окружающую среду. Опасность представляют поступающие на участок своим ходом автомобили, которые также выделяют вредные вещества с отработавшими газами.

255

При подготовке поверхности к окрашиванию и обработке окрашенных поверхностей с использованием ручного электро- и пневмоинструмента и при рабо-

те вентиляторов окрасочных установок возникают повышенный уровень шума и уровень локальной вибрации. Существует опасность поражения электрическим током и воздействия электромагнитных излучений, а также выделяется пыль металла и лакокрасочных материалов.

Органические растворители № 646-й и 647-й в покраске используются

наиболее часто. Однако именно эти растворители и несут львиную долю вреда, особенно в зимнее время, когда боксы закрыты и практически не проветриваются, т.к. надо сохранить тепло в помещении. Хорошая вентиляция позволит снизить вредность растворителей.

Практически любая автомобильная шпаклевка состоит из частиц, которые хорошо распыляются после сухой обработки вручную. Эта пыль попадает в дыхательные пути, и уже после нескольких минут ошкуривания шпаклевки можно ощутить першение в горле.

Окрасочные материалы загрязняют воздух и в основном являются токсичными для организма работников. При нанесении краски методом воздушного распыления попадающие в воздух мелко раздробленные частицы краски и испаряющийся растворитель долгое время остаются в нем во взвешенном состоянии, вследствие чего в зоне окраски создается красочный туман, вредный для организма работающих и опасный в пожарном отношении. Большинство автомобильных красок являются органорастворимыми. Для них характерен «ацетоновый» запах. Аналогичными растворителями разбавляются и лаки. Растворители и разбавите-

ли бывают настолько едкими, что в процессе работы могут вызывать слезотечение. Для защиты дыхательных путей и легких следует пользоваться абсорбционными респираторами. Полностью защититься можно только, надев герметичный защитный костюм и перчатки (Рис.1).

Основную дозу вредных веществ мастера получают из-за пренебрежения к средствам защиты. Если красить ма-

шины без респиратора, то вместе с воздухом маляр вдыхает огромное количество паров растворителя и частиц самой краски в виде аэрозоля. Тело после окончания работы можно отмыть растворителем, но не стоит забывать, что кожа явля-

ется органом и через нее в организм легко проникаю токсины. С каждым годом вреда при покраске автомобилей наносится все меньше, краски совершенствуются и становятся более экологически чистыми. Возможно, настанет день, когда покраска будет совсем безвредным занятием. А пока не стоит пренебрегать средствами индивидуальной защиты.

Опасность представляют и повышенная температура воздуха в сушильных камерах, недостаточная освещенность окрашиваемых поверхностей и рабочих мест, повышенное давление воздуха при использовании пневмоинструментов и компрессорного оборудования [1].

В соответствии с требованиями руководства Р2.2.755-99 "Гигиенические

критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудово-

256

го процесса", работа маляра может быть отнесена по к классу 3.2 - уровни вред-

ных факторов, вызывающие стойкие функциональные изменения, приводящие в большинстве случаев к увеличению производственно обусловленной заболеваемости форм профессиональных заболеваний, возникающих после продолжительной экспозиции (часто после 15 и более лет)[1].

Профессию автомаляр однозначно можно назвать одной из самых вредных. Раньше людям, работающим с красками, давали молоко за вредность. Сегодня никто молока не дает, но, как выяснилось, не сильно оно и помогает, после того, как надышишься ацетоном. Более того, эффективной фармакологической защиты от органорастворимых красок не существует. Частицы органических растворителей в виде испарений попадают на слизистые оболочки дыхательных путей. Молекулы едких веществ легко пробивают тончайшую оболочку, толщина которой измеряется на уровне атомов. Ацетон и прочие органические растворители являются сильными ядами. Они проникают через слизистой оболочки и отравляют организм. К профессиональным заболеваниям автомаляров относятся: заболевания центральной нервной системы; болезни дыхательных путей; болезни печени; кожные заболевания (аллергии, химические ожоги).

Частое вдыхание паров растворителя может вызывать бронхиальную астму, сильную аллергию, а также заболевания носоглотки. Попадая в кровь, растворители вызывают головокружение, тошноту и рвоту. В первую очередь страдает головной мозг, печень и почки. Регулярное вдыхание паров растворителя может привести даже к онкологии.

К сожалению, практически никакие фильтры, включая угольные, не в состоянии на 100% очистить вдыхаемый воздух в покрасочной камере от всех видов токсических составляющих. Пористые наполнители хорошо улавливают аэрозоли, а уголь нейтрализует большинство токсинов, но ни то, ни другое не в состоянии отфильтровать изоцианиды, представляющие наибольшую опасность. Следует пользоваться изолирующими системами, состоящими из вентилирующих масок с герметичным забралом, гофрированного шланга подачи воздуха, и нагнетателя (компрессора) (Рис.2). Система отрегулирована таким образом, чтобы человек при вдыхании получал необходимый объем свежего воздуха, и выпускал его через

клапан наружу.

Правильный подбор СИЗ для работников выполняющих кузовной ремонт и малярные работы, очень важная задача, но она не позволит полностью обеспечить безопасность труда. В совокупности с подбором нового отвечающего всем требованиям безопасности оборудования эту задачу можно решить.

Данное оборудование представляет собой полно-

257

ренняя площадь может составлять несколько десятков квадратных метров, что позволяет разместить там не только автомобиль, но и необходимое оборудование, и при этом комфортно работать. В ней есть ворота для заезда транспортного средства, а также кабина оператора, где расположен блок управления работой всех систем. Внутри окрасочно-сушильная камера полностью укомплектована необхо-

димыми приспособлениями для создания идеальных условий покраски[2]. Автоматизированная система окрасочно-сушильной камеры позволяет вы-

бирать режимы работы, в зависимости от того, какие задачи нужно выполнять.

Использование окрасочно-сушильной камеры позволяет повысить производи-

тельность, добиться более качественного окрашивания и улучшить культуру труда, а также повысить уровень безопасности.

Литература

1.Кузнецов Ю. М. Охрана труда на автотранспортных предприятиях: учебник для техникумов / Ю. М. Кузнецов. - Москва: Транспорт, 1990.

2.https://www.vseinstrumenti.ru/avtogarazhnoe_oborudovanie/pokrasochnoe/kamery/articles/1

329/

3. Шкрабак В. С., Луковников А. В., Тургиев А. К. Безопасность жизнедеятельности в

сельскохозяйственном производстве. – М. : Колос С, 2005. – 512 с.: ил. (Учебники и учебные пособия для студентов высш. учеб. заведений).

УДК 620.95:636.5

В.С. Кошман, ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

e - mail: koshman31337@yandex.ru

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ СНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СУБСТРАТА В ОБЪЕМЕ БИОРЕАКТОРА

Аннотация. Отмечены достоинства переработки навоза на биогаз, а также необходимость его подогрева в процессе метанового сбраживания. Получена расчетная формула, отражающая взаимосвязь между объемом субстрата, его объемной теплоемкостью, площадью поверхности теплосъема, перепадом температуры и скоростью её снижения.

Ключевые слова: биогазовая установка, проектирование, температурный

режим, поддержание температуры экстракта.

Рост объема навозных стоков на действующих предприятиях АПК при отсутствии в проектах технических решений загрязняет окружающую среду, особенно на свинофермах. Одним из путей утилизации навоза и навозных стоков животноводческих ферм является их анаэробное сбраживание, которое обеспечивает не только обеззараживание навоза при сохранении его как ценного удобрения, так и производство локального источника энергии – биогаза. На практике большинство известных биогазовых установок работают при температурах 38…42 градуса по шкале Цельсия, то есть в мезофильном температурном режиме. Температурные режимы анаэробного сбраживания в целях сохранения работоспособности колоний бактерий требуется выдерживать с достаточно большой точностью. Так, для мезофильного режима допускаются колебания температуры сбраживаемого

258

субстрата в биореакторе ± 1 градус в час [1]. Оценка параметров тепловых режимов биореакторов носит проблемный характер [2]. Вопрос оценки темпа снижения температуры субстрата в процессе его метанового сбраживания представляет

259

живания навозных стоков какие – либо послабления недопустимы. Метантенки изготавливаются из природных и искусственных материалов с низкой теплопроводностью, а также на металлические стенки накладываются теплозащитные покрытия (ТЗП).

Вместе с тем, в целях компенсации неизбежных в силу второго начала термодинамики тепловых потерь через стенки реакторов используется подогрев сбраживаемых навозных стоков. Вычислим величину потерь энергии в форме теплоты на единицу поверхности стальной стенки реактора со слоем ТЗП. Величины температуры субстрата максимальную и минимальную принимаем соответ-

суточного выхода.

Следует отметить, что формула (8), где отражена взаимосвязь между семью физическими величинами, существенными для изучаемой физической системы, представляет интерес в отношении каждой из связанных физических величин. Однако в любом из фрагментов внешний подогрев перерабатываемого на биогаз и удобрение субстрата крайне необходим.

260