Контроль качества запасных частей сельскохозяйственной техники автоматизированным измерительным устройством

Авторы: Дорохов Алексей Семенович, Катаев Юрий Владимирович, Краснящих Константин Александрович, Скороходов Дмитрий Михайлович

.

Рубрика: Технические науки

Объём: 0,27

Опубликовано в: «Наука без границ» № 2 (19), февраль 2018

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Контроль качества запасных частей сельскохозяйственной техники автоматизированным измерительным устройством / А. С. Дорохов, Ю. В. Катаев, К. А. Краснящих, Д. М. Скороходов // Наука без границ. 2018. № 2 (19). С.

Аннотация: Статья посвящена контролю качества запасных частей типа вал с применением автоматизированного измерительного устройства. В статье представлен принцип работы автоматизированного измерительного устройства для контроля физико-механических и геометрических параметров запасных частей сельскохозяйственной техники. 

Важным этапом технического сервиса является контроль качества запасных частей сельскохозяйственной техники на дилерских и ремонтных предприятиях. Целью контроля качества на предприятиях технического сервиса является своевременное обнаружение неисправностей обслуживаемой сельскохозяйственной техники, которые могут вести к нарушениям ее работоспособности [1].

Анализ различных источников показывает, что качество машиностроительной продукции сельскохозяйственного назначения находится на низком уровне. Запасные части, необходимые для восстановления изношенной техники не всегда соответствуют установленным требованиям нормативно-технической документации. В результате испытаний машинно-испытательными станциями выявлено множество отказов, связанных с различными системами машин. Выявлено, что наибольшее количество отказов у тракторов составляют отказы двигателей – 11, трансмиссии и ходовой системы – 10. Комбайны в основном отказывали из-за рабочих органов – 8 отказов (рис. 1)[1].

Количество отказов

Рис. 1. Количество отказов 3 группы сложности систем сельскохозяйственной техники на 100 машин 

Основными причинами таких отказов сельскохозяйственной техники являются: низкое качество материалов и сборки, нарушение соосности отверстий и геометрических размеров изделий и др. (рис.2) [2].

Дефекты запасных частей

Рис. 2. Структура дефектов запасных частей сельскохозяйственной техники 

Вовремя выявить дефекты запасных частей позволит комплексный контроль их качества. Основа комплексного контроля заключается в том, что потребитель должен получать только годную продукцию, основные усилия следует направлять на итоговый контроль качества [3].

По результатам проведенного анализа качества запасных частей, а так же протоколов машиноиспытательных станций, выявлено, что из-за большой нагрузки и несоответствия параметрам изготовления деталей, чаще всего отказывают детали переднего ведущего моста сельскохозяйственной техники, а именно: запасные детали типа валы, полуоси и шестерни (рис. 3).

Запасные части

Рис. 3. Запасные части типа: валы, полуоси, шестерни

В системе контроля качества определение физико-механических параметров запасных деталей позволяет сразу выявить брак и предотвратить попадание таких деталей в эксплуатацию.

К физико-механическим параметрам запасных частей сельскохозяйственной техники относятся: химический состав материала, твердость поверхности, масса детали, ударная вязкость, прочностные и деформационные свойства, плотность, износостойкость, коррозионная стойкость, температура плавление и др.  Такому большому количеству параметров соответствует немалое количество контрольно-измерительного оборудования, в результате чего процесс контроля является трудоемким.

Снизить трудоемкость и повысить точность контроля позволяют автоматизированные контрольно-измерительные средства [4]. Но осуществление полного автоматизированного контроля всех физико-механических параметров запасных частей невозможно из-за большого количества контролируемых параметров. В связи с этим при контроле физико-механических параметров запасных частей  приняты основные параметры: определение химического состава материала и выявление марки стали, определение массы детали (рис. 4).

Физико-механические параметры запасных частей

Рис. 4. Физико-механические параметры запасных частей 

Несоответствие геометрическим параметрам является следующей по важности группой дефектов. Возникновение таких дефектов может быть связано как с несоблюдением технологического процесса изготовления, так и с повреждением технологических средств изготовлений (машин) заводов-изготовителей. На рис. 5 представлены основные контролируемые геометрические параметры запасных частей сельскохозяйственной техники типа: вал, полуось, шестерня.

 

Геометрические параметры запасных частей

Рис. 5. Геометрические параметры запасных частей

Выполнить комплексный контроль геометрических и физико-механических параметров позволяет разработанное автоматизированное измерительное устройство (рис. 6) [1].

Автоматизированное измерительное устройство

Рис. 6. Автоматизированное измерительное устройство 

В качестве установочных приспособлений, для закрепления детали в автоматизированном измерительном устройстве, были разработаны 2 вида крепежных средств (рис. 7).

Установочные приспособления

Рис. 7. Установочные приспособления:
а – для закрепления деталей типа вал, max длина детали 340 мм.; б – для закрепления корпусных деталей, max длина детали 500 мм. 

Определение химического состава и марки стали запасных деталей осуществляется с применением рентгено-флуоресцентного анализатора NITON XL3T (рис. 8).

Контроль химического состава

Рис. 8. Контроль химического состава и марки стали запасных частей 

Контроль геометрических параметров деталей осуществляется триангуляционным лазерным сканером (рис. 9).

Лазерный сканер

Рис. 9. Триангуляционный лазерный сканер

Контроль массы детали осуществляется тензометрическими весами Massa MK (рис. 10).

Контроль массы запасных частей

Рис. 10. Контроль массы запасных частей 

В задачи контроля устройством входит автоматизировать процесс контроля геометрических и физико-механических параметров с применением вышеперечисленного контрольно-измерительного оборудования. На рис. 11 представлена 3D модель автоматизированного измерительного устройства.

Измерительное устройство

Рис. 11. Трехмерная модель автоматизированного измерительного устройства.
1 – контролируемая деталь; 2- быстроразъемное соединение; 3 – стол; 4 – анализатор металла; 5 – измеритель массы; 6 – лазерный датчик; 7 – система управления обработки данных; 8 – двумерный лазерный сканер; 9 – главный винт; 10 – электродвигатель 

Устройство работает по следующему алгоритму: контролируемая деталь 1 устанавливается в устройство и при помощи быстроразъемного соединения 2 закрепляется на столе 3; подается питание на электронные компоненты устройства; анализатор металла 4 и измеритель массы 5 определяют физико-механические свойства контролируемой детали 1; лазерный датчик 6 фиксирует начальное положение контролируемой детали 16 и подается сигнал на систему управления обработки данных 7, которая регулирует высоту и угол наклона двумерного лазерного сканера 8, а так же задает вращение главного винта 9; в работу включается шаговый электродвигатель 10 привода главного винта 11, который перемещает стол 3 в требуемое для начала сканирование положение; включается двумерный лазерный сканер 8; шаговый электродвигатель 10 с установленными параметрами передвигается, перемещает стол 3 с контролируемой деталью 1 относительно двумерного лазерного сканера 8; в это время происходит сканирование контролируемой детали 1 и передачи данных сканирования на систему управления обработки данных 7 для последующей обработки; по завершению сканирования контролируемой детали 1 по длине проводится ее поворот на 180º и осуществляется сканирование в обратном направлении, после чего контролируемая деталь 1 удаляется из устройства. На основании обработки полученных данных программа, заложенная в системе управления обработки данных 7, в графическом виде выводит сообщение о соответствии характеристик контролируемой детали 1 ее паспортным данным.

Таким образом, разработанное автоматизированное измерительное устройство, позволяет осуществлять комплексный контроль качества запасных частей сельскохозяйственной техники и своевременно выявить некачественную деталь.

Список литературы

  1. Дорохов А. С., Скороходов Д. М. Контроль геометрических и физико-механических параметров запасных частей сельскохозяйственной техники с использованием автоматизированной измерительной установки // Труды ГОСНИТИ. 2016. Т. 122. С. 59-62.
  2. Система автоматизированного контроля управления техническим состоянием машин и оборудования / И. Н. Кравченко, В. М. Корнеев, Ю. В. Катаев, Т. А. Чеха // Сельский механизатор. 2016. № 9. С. 22-23.
  3. Голубев И. Г. Опыт импортозамещения запасных частей зарубежной сельскохозяйственной техники. М. : ФГБНУ «Росинформагротех». 2010. 31 с.
  4. Ерохин М. Н., Судаков Р. С. Инженерные методы оценки и контроля надежности сельскохозяйственной техники М. : РГАУ-МСХА. 1991. 66 с.

Материал поступил в редакцию 05.02.2018
© Дорохов А. С., Катаев Ю. В., Краснящих К. А., Скороходов Д. М., 2018


[1] Протокол приёмочных испытаний зерноуборочного комбайна Акрос-530, № 11-40-06 (1060112) от 14 декабря 2006 года / ФГУ Северо-Кавказская Государственная Зональная Машиноиспытательная Станция.