Моделирование скорости осаждения металла при восстановлении деталей сельскохозяйственной техники электролитическим натиранием

Abstract

Рассмотрены вопросы повышения эффективности восстановления изношенных деталей машин сельскохозяйственной техники методом электролитического натирания. Актуальность исследования обусловлена тем, что замена деталей связана со значительными затратами, продолжительным ремонтом и снижением технической готовности машинно-тракторного парка АПК. Показано, что в течение 5 лет накопленные затраты на замену деталей возрастают от 100 до 500 %, тогда как при восстановлении - от 58 до 290 %, что обеспечивает снижение суммарных затрат на 42 %. Целью исследования являлось выявление закономерностей изменения скорости осаждения металла при электролитическом натирании деталей сельскохозяйственной техники в зависимости от силы тока, усилия прижима и расхода электролита, а также разработка регрессионной математической модели для выбора рациональных режимов процесса. Исследования выполнены на основе полного факторного эксперимента с трехуровневым варьированием факторов. В качестве входных параметров приняты сила тока I, усилие прижима F и расход электролита Q, а в качестве выходного параметра - скорость осаждения металла v. Установлено, что скорость осаждения изменяется в пределах 740-1050 мкм/ч. Повышение силы тока от 4 до 16 А увеличивает скорость на 150-170 мкм/ч, усилия прижима от 10 до 110 H - на 140-160 мкм/ч, расхода электролита от 0,2 до 1,8 мл/с - на 120-150 мкм/ч. Наиболее эффективная область режимов соответствует F = 90-110 H, I = 13-16 А и Q = 1,5-1,8 мл/с, где скорость осаждения достигает 1000-1050 мкм/ч. Разработана регрессионная модель процесса с коэффициентом детерминации R2 = 0,92.

The article considers the issues of increasing the efficiency of restoring worn-out parts of agricultural machinery by electrolytic plating. The relevance of the study is due to the fact that the replacement of parts is associated with significant costs, long-time repairs and a decrease in the technical readiness of the agricultural machinery and tractor fleet. It is shown that over the course of 5 years, the accumulated cost of replacing parts increases from 100 to 500 %, while during restoration it increases from 58 to 290 %, which reduces total costs by 42%. The purpose of the study was to identify patterns of changes in the rate of metal deposition during electrolytic plating of agricultural machinery parts, depending on the current strength, clamping force and electrolyte flow rate, as well as to develop a regression mathematical model for selecting rational process modes. The research was carried out on the basis of a full factorial experiment with three-level variation of factors. The input parameters are the current strength I, the clamping force F and the electrolyte flow rate Q, and the metal deposition rate v as the output parameter. It is found that the deposition rate varies between 740-1,050 microns/h. Current strength increase from 4 to 16 A increases the rate by 150— 170 microns/h, clamping forces from 10 to 110 N - by 140-160 microns/h, electrolyte consumption from 0.2 to 1.8 ml/s - by 120-150 microns/h. The most effective range of the modes corresponds to F = 90-110 N, I = 13-16 A and Q = 1.5-1.8 ml/s, where the deposition rate reaches 1,0001,050 |jm/h. A regression model of the process with a coefficient of determination R2 = 0.92 has been developed.