На правах рукописи

Кобзов Дмитрий Юрьевич

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ

И ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

ГИДРОЦИЛИНДРОВ ПОВЫШЕННОГО ТИПОРАЗМЕРА

ДОРОЖНЫХ И СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Специальность 05.02.02 – Машиноведение,

системы приводов и детали машин

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учной степени доктора технических наук

Братск 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Братский государственный университет».

Научный консультант: Заслуженный изобретатель РФ, доктор технических наук, профессор Ереско Сергей Павлович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Елисеев Сергей Викторович доктор технических наук, профессор Меновщиков Владимир Александрович доктор технических наук, доцент Репин Сергей Васильевич

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный технологический университет» (г. Красноярск).

Защита состоится 30 марта 2012 года в 9.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.018.02 в ФГБОУ ВПО «Братский государственный университет», ауд. 2128а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Братский государственный университет».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах и заверенные печатью учреждения просим направлять по адресу:

665709, г. Братск-9, ул. Макаренко 40, ФГБОУ ВПО «БрГУ», диссертационный совет Д 212.018.02, учному секретарю.

E-mail: [email protected] Тел: (3953)-32-53- Факс: (3953)-32-54-

Автореферат разослан 29 февраля 2012 г.

Учный секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент И.М. Ефремов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Экономическое развитие Российской Федерации и выход на мировые рынки промышленной продукции во многом определяют процессы, связанные с созданием высокоэффективных машин и оборудования. Из существующих ныне тенденций развития отечественного и зарубежного дорожного и строительного машиностроения особо можно выделить рост единичных мощностей машин и их полную либо частичную гидрофикацию наряду с повышением качества и наджности.

Применительно к гидроцилиндрам привода рабочего оборудования машин увеличение их единичных мощностей неразрывно связано с повышением уровня давления рабочей жидкости гидросистем, увеличением скорости перемещения штока и его хода, а следовательно, размеров гидроцилиндров, и, зачастую, интенсивности использования во времени. Негативным проявлением этого является резкое увеличение эксплуатационных нагрузок, ухудшение условий и режима функционирования и неизбежное снижение их наджности. Не исключена вероятность создания заранее неработоспособного гидроцилиндра. Учитывая, что все физические величины объективны и имеют пределы, а борьба с их конструкционным, технологическим или эксплуатационным накоплением известными методами чрезвычайно сложна, а подчас неэффективна или экономически неоправданна, то вообще оказывается под вопросом целесообразность и сама возможность создания гидроцилиндров повышенного типоразмера.

Создавшееся положение понятно с позиции взаимосвязи количественных и качественных изменений, в соответствии с которой накопление незаметных, постепенных количественных изменений в определнный для каждого конкретного процесса момент приводит к существенным, коренным, качественным изменениям, к скачкообразному переходу от старого качества к новому. Стихийное, непредсказуемое накопление количественных изменений факторов, определяющих наджность и работоспособность гидроцилиндра, обусловленное субъективным, нерегулируемым увеличением его основных параметров, достигнув ныне своих пределов, вызвало «надлом» старого качества и потребовало рождения нового со свойственными ему закономерностями и мерой, в которой уже заложена иная количественная определнность. Возникла необходимость осуществления на данном этапе скачка в создании перспективного гидроцилиндра повышенного типоразмера. Под субъективным, нерегулируемым увеличением основных параметров гидроцилиндра подразумевается характерное проявление такого доминирующего ныне при его создании принципа подобия конструкции, во главу угла которого поставлена лишь необходимость в разработке такового или повышения его типоразмера. Возможность же реализации этой необходимости в любой момент эволюции типоразмера гидроцилиндра без ущерба для параметров его работоспособности и показателей наджности полагается не вызывающей сомнения.

Научные основы такого подхода, в идеале отражающие его достаточность, а на практике призванные обеспечить работоспособность перспективного гидроцилиндра с требуемым уровнем наджности, не столь убедительны и обладают целым рядом недостатков.

В силу вышесказанного, данная диссертационная работа посвящена созданию научных основ повышения наджности и обеспечения работоспособности существующих и перспективных гидроцилиндров повышенного типоразмера для рабочего оборудования гидрофицированных дорожных и строительных машин (ДСМ).

Объектом исследования являются гидроцилиндры повышенного типоразмера гидрофицированных ДСМ.

Предмет исследования: условия эксплуатации, рабочий процесс, режим работы и параметры нагружения гидроцилиндров повышенного типоразмера, их несущая и герметизирующая способности, наджность и работоспособность.

Цель работы: создание научных основ повышения наджности и обеспечения работоспособности гидроцилиндров повышенного типоразмера ДСМ с учтом характеристик, определяющих условия эксплуатации, рабочий процесс, режим работы и параметры нагружения гидроцилиндров, их несущую и герметизирующую способности.

Реализация поставленной цели предполагает поэтапное решение следующего круга задач:

1. Анализ и формализация описания условий эксплуатации, рабочего процесса, режима работы и параметров нагружения гидроцилиндров ДСМ.

2. Разработку математической модели несущей способности гидроцилиндра повышенного типоразмера.

3. Разработку математической модели герметизирующей способности уплотнительных узлов гидроцилиндра повышенного типоразмера.

4. Вывод и обоснование комплексного критерия наджности и работоспособности гидроцилиндра повышенного типоразмера.

На защиту выносятся следующие результаты исследований, полученные лично автором и обладающие научной новизной:

1. Функциональный анализ основных параметров гидроцилиндра, нагрузочного режима и условий его эксплуатации.

2. Математическая модель несущей способности гидроцилиндра повышенного типоразмера, учитывающая текущие и предельные прочностные характеристики материалов штока, гильзы (корпуса), поршня и направляющей втулки.

3. Математическая модель герметизирующей способности уплотнительных узлов гидроцилиндра повышенного типоразмера, учитывающая радиальное и/или угловое смещения элементов уплотняемых сопряжений.

4. Критерий наджности гидроцилиндра, учитывающий реакции, возникающие в его подвижных герметизируемых сопряжениях и триботехнические характеристики, включающие интенсивность изнашивания и температуру.

5. Комплексный критерий наджности и работоспособности гидроцилиндра повышенного типоразмера, связывающего критерии наджности и работоспособности гидроцилиндра по несущей и герметизирующей способностям.

6. Методика оценки целесообразности создания перспективного гидроцилиндра повышенного типоразмера или модернизации существующего.

7. Методика оценки экономической целесообразности конкретного варианта модернизации конструкции гидроцилиндра повышенного типоразмера.

Научная новизна заключается в разработке научных основ оценки и прогнозирования изменения технического состояния гидроцилиндра повышенного типоразмера ДСМ с учтом характеристик, определяющих условия эксплуатации, рабочий процесс, режим работы и параметры нагружения гидроцилиндра, а также его наджность и работоспособность по несущей и герметизирующей способностям.

Обоснованность и достоверность научных положений, рекомендаций и выводов подтверждается теоретическими и экспериментальными исследованиями, опирающимися на применение основных положений механики, теории механизмов и машин, общей теории наджности и технической диагностики, гидравлики, теоретической и прикладной механики, сопротивления материалов, а также удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, проведнных с использованием оригинальных моделей и технологий с обработкой результатов исследований методами математической статистики при использовании стандартных программ Microsoft Excel, MathCAD v. 11, STATISTICA 6, а также применением полученных результатов на практике.

Практическая ценность работы и ее реализация:

1. Разработана программа для оценки конструктивно-технологических и эксплуатационных параметров существующих и перспективных гидроцилиндров с учтом предложенных в работе критериев.

2. Предложены запатентованные технологии безразборного измерения зазоров в подвижных герметизируемых сопряжениях гидроцилиндра, в том числе при наличии эксплуатационного искривления его длинномерных элементов, а также запатентованные технологии испытания гидроцилиндра с использованием традиционных и нетрадиционных рабочих сред.

3. Спроектированы и запатентованы новые конструкции гидроцилиндров повышенной надежности;

4. Основные результаты работы внедрены в ЗАО «НИИСтройдормаш» (г.

Красноярск), в Научно-технический центр «Гидротранс» (г. Санкт-Петербург), в Научно-исследовательское и производственное объединении электронной техники и машиноведения (г. Улан-Батор, Монголия), в государственную строительную компанию «Сонстолен-Бармат» (г.Улан-Батор, Монголия), а также используются в образовательном процессе в Братском государственном университете и Монгольском университете науки и технологии (г.Улан-Батор, Монголия), о чм свидетельствуют имеющиеся акты внедрения.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены: на Konferencja naukowo-techniczna na temet «Nowe technologie w budowie maszyn i regeneracji» Wysza szkola inynierska im. Kazimierza Puaskiego (Radom, Polska, 1989), на 2nd International Machinery Monitoring Diagnotics Conference Exhibit (Los Angeles, CA, USA, 1990), на International conference on Advanced technology and Equipment of Materials Handing ATEMH’94 (Shanghai, P.R.China, 1994), на 2nd International Conference on Material Handling & 15th International Conference on Automation in Warehousing ICMH/ICAW’97 (Beijing, P.R.China, 1997), на 3rd International Conference on Material Handling & International Conference on Freight Pipeline (Shanghai, P.R.China, 1999), на XII-XXII Научно-технических конференциях БрИИБрГТУ (Братск, 1991-2001), на Международной научно-практической конференции «Математическое моделирование в образовании, науке и производстве»

Приднестровского ГУ (Тирасполь, 2001), на Межрегиональных научнотехнических конференциях БрГТУ-БрГУ «Естественные и инженерные науки – развитию регионов» (Братск, 2002-2005), на Всероссийской научно-технической конференции СибАДИ «Роль механики в создании эффективных материалов, конструкций и машин XXI века» (Омск, 2006), на I международной научнопрактической конференции МУНТ «Нынешнее состояние, проблемы и перспективы развития металлургии, машиностроения» (Улан-Батор, Монголия, 2006), Международной выставке-ярмарке «Идеи, изобретения, инновации», «IENA-2007»

(Нюрнберг, ФРГ, 2007), на IX Окружной конференции молодых учных СурГУ ХМАО «Наука и инновации XXI века» (Сургут, 2009), на International conference:

Mechanics Development Issues. (Ulaanbaatar, Mongolia, 2009), на Международных конференциях «Проблемы механики современных машин» ВСГТУ (Улан-Удэ, 2000, 2009), на Всероссийских научно-технических конференциях БрГУ «Естественные и инженерные науки – развитию регионов Сибири» (Братск, 2008-2010), на Межрегиональных научно-технических конференциях БрГТУ-БрГУ с международным участием «Механики XXI веку» (Братск, 2002-2011), на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки» (Тамбов, 2011), на Международных научно-технических конференциях БелорусскоРоссийского университета «Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии» (Республика Беларусь, Могилв, 2006, 2011).

Публикации. По теме диссертации в РФ и за рубежом опубликовано научные работы, в том числе монографий – 6, в изданиях из перечня ВАК – 23, депонированных отчтов и разделов в депонированных отчтах по НИР – 43, авторских свидетельств СССР – 8, патентов РФ – 15.

Структура и объм диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов исследования, списка использованной литературы из 451 наименования. Объм работы составляет страницу, 107 рисунков, 5 таблиц и 196 страниц приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность и раскрыта суть рассматриваемой проблемы, приведены общие положения и сформулирована цель исследований.

В первой главе на основе достижений отечественных и зарубежных учных Абрамова Е.И., Алексеевой Т.В., Башты Т.М., Бедрина С.Ф., Биргера И.А., Буренина В.В., Васильченко В.А., Вильнера Я.М., Голубева А.И., Ереско С.П., Лозовского В.Н., Каверзина С.В., Ковалва Я.Т., Колесниченко К.А., Комарова А.А., Кондакова Л.А., Макарова Р.А., Марутова В.А., Маслова В.Т., Наземцева А.С., Неймана В.Г., Никитина Г.А., Осипова П.Е., Павловского С.А., Прокофьева В.Н., Рыбальченко А.Л., Свешникова В.К., Сырицына Т.А., Харазова А.М., Goldoftas T., Hunt R.E., Sullivan J.A. и многих других, внсших вклад в развитие гидравлического привода и повышении его наджности, проведн анализ конструкции гидрофицированного рабочего оборудования современных ДСМ, рассмотрены варианты конструктивно-технологического исполнения и параметры применяемых на них гидроцилиндров, представлена статистика отказов и исследованы основные повреждения элементов гидроцилиндров ДСМ, предложены модель структурно- и причинно-следственных связей гидроцилиндра, граф причинно-следственных связей эволюции параметров гидроцилиндров в свете известной тенденции их развития, а также схема формирования показателей наджности гидроцилиндра, проведн анализ существующих научных основ повышения его наджности и обеспечения работоспособности, применительно к гидроцилиндру, рассмотрены некоторые закономерности диалектического описания эволюции действительных и перспективных технических объектов, окончательно сформулирована цель и определены задачи исследования.

Выше перечисленное позволило заключить:

- из 239 установленных схем привода исполнительных органов реальных гидрофицированных технических объектов, содержащих более 500 гидроцилиндров и работающих в поле тяготения, большинство либо уже применяются, либо могут быть использованы в качестве привода рабочего оборудования современных ДСМ;

при этом 39,7% из них содержат один гидроцилиндр, 27,6% – два, 18,4% – три, 11,7% – четыре и 2,6% – пять, то есть, более 60% схем являются многозвенными, в большинстве которых функционирование как минимум одного гидроцилиндра прямо или косвенно влияет на рабочий процесс, режим работы и параметры нагружения остальных; в них всего 9,2% гидроцилиндров в процессе работы привода не изменяют своего пространственного расположения, из них 7% приходится на долю схем с одним гидроцилиндром, а оставшиеся 2,2% – с двумя; в большинстве из схем при функционировании гидроцилиндра в опорах его корпуса (85,6%) и штока (88,6%) наблюдается силовой поворот либо силовое вращение опорных элементов; в 75,4% случаев гидроцилиндр с другими элементами привода образует треугольник, а в 22,2% – многоугольник; наконец, наибольшее распространение из всего многообразия типов гидроцилиндров имеют гидроцилиндры одно- и двустороннего действия с односторонним штоком, доля которых составляет 85%, одностороннего действия с односторонним штоком - 1%, двустороннего действия с двусторонним штоком – 0,5%, плунжерных – 10%, телескопических – 1% и моментных гидроцилиндров – 2,5%;

- в качестве предмета дальнейших исследований работоспособности и наджности гидроцилиндров ДСМ целесообразно принять гидроцилиндр двустороннего действия с односторонним штоком, как самый распространнный; рассматривать конкретный гидроцилиндр следует в совокупности с другими элементами привода; исследуя отдельно каждый гидроцилиндр многозвенного рабочего оборудования ДСМ, необходимо учитывать влияние на его рабочий процесс, режим работы и параметры нагружения остальных; следует принимать во внимание изменение его пространственного расположения, что позволяет описать статическое и динамическое нагружение гидроцилиндра; необходимо учитывать возникновение в опорах гидроцилиндра крутящего момента, вызванного силовым поворотом или вращением элементов сопряжений;

- основными документами, регламентирующими параметры гидроцилиндра, в разные периоды времени были ГОСТ 6540-68, СТ СЭВ 3936-82, а также ISO 2944, 3320, 3322 и 4393, в соответствии с которыми предполагалась возможность создания гидроцилиндров по основному и дополнительному рядам с номинальным давлением p=(0,63…63) МПа, с ходом поршня (штока) z=(4…10000) мм, с диаметрами поршня D1=(4…900) мм и штока D2=(4… 900) мм, с соотношением площадей давления =(1,06…5,26); применительно к гидроцилиндрам ДСМ эти параметры лежат в диапазонах: p=(2,5…40) МПа; z=(50…2000) мм; D2=(32…250) мм;

=(1,33 и 1,6); скорость перемещения штока не оговаривается, но находится в - количественный анализ парка одноковшовых гидрофицированных машин свидетельствует о росте их размерных групп и увеличении номинального давления рабочей жидкости в гидросистеме, приводящему к росту действующих на гидроцилиндр нагрузок (Рис. 3);

стандартов является отсутствие какихлибо рекомендаций для выбора комплекса основных конструктивных параРис. 1. Массив параметров метров гидроцилиндра из всего массива гидроцилиндра по стандартам и представленной в нм информации при область параметров гидроцилиндров создании конкретного гидроцилиндра, ширине уплотнителя износ герметизирующих поверхностей, появление на них рисок и царапин, разрыв уплотнителя; у подшипников проушин: износ поверхностей скольжения, частичное или полное разрушение составляющих; у головки (гайки гильзы) - срыв резьбы; у проушины штока - срыв резьбы, обрыв проушин, что в комплексе свидетельствует о том, что работоспособность гидроцилиндра следует рассматривать как совокупность несущей способности длинномерных элементов и герметизирующей способности уплотнительных узлов;

- ухудшающиеся с ростом типоразмера гидроцилиндра условия его функционирования в силу их неразрывной взаимосвязи с режимом работы и параметрами нагружения гидроцилиндра вызывают в процессе эксплуатации их совместную прогрессирующую деградацию, которая может достигать катастрофических масштабов в условиях роста интенсивности использования гидроцилиндра;

базу составляет субъективный выбор из основного и дополнительного рядов предпочтительности названных стандартов стохастической комбинации основных конструктивных параметров гидроцилиндра: D1, D2, p и z без учта ряда Рис. 3. Распределение выпускаемых моделей гида также наджность и работоравлических экскаваторов и номинального давления в их гидросистемах по размерным ные методы представляются более необходимыми, но недостаточными, так как даже при устранении всех имеющихся недостатков можно обеспечить работоспособность гидроцилиндра с требуемым уровнем наджности лишь в пределах старого качества, уравновесив факторы, достигшие ныне своих пределов, с теми, которые ещ не полностью реализованы, и, тем самым, целиком исчерпать старую количественно-качественную определнность, свойственную существующим гидроцилиндрам.

- при разнообразии технических объектов, их рабочих процессов, режимов работы и условий эксплуатации формирование параметров работоспособности и показателей наджности на любом этапе их эволюции в направлении некоторой генеральной тенденции развития обязательно подчиняется объективным законам, пренебрежение коими на начальных стадиях создания конкретного объекта не гарантирует достижения ожидаемого положительного эффекта в итоге.

Достижение поставленной в диссертационной работе цели основано на следующих положениях, описывающих изменение технического состояния объекта:

- функционирование любого технического объекта неизбежно сопровождается изменением его структурных, функциональных, технико-экономических параметров и параметров сопутствующих процессов, определнным образом взаимосвязанных между собой;

- весь спектр этих непрерывных микрособытий целесообразно представлять моделью структурно- и причинно-следственных связей объекта;

- необратимые изменения всех вышеперечисленных параметров вызывают такое же необратимое негативное изменение технического состояния объекта, неизбежно сопровождающееся дискретными макрособытиями смены видов его технического состояния;

- названный комплекс микро- и макрособытий целесообразно отображать графом причинно-следственных связей эволюции всех вышеназванных параметров в свете известной тенденции развития технического объекта;

- полученная в итоге логическая сетка событий позволяет выявить максимальное число критериев технического состояния объекта, предельные количественные - выявленный комплекс критериев следует отобразить в ii-kмерной системе координат с результирующим вектором возРис. 4. Пространство гарантированной можного варьирования основныработоспособности гидроцилиндра с ми конструктивными параметразаданным уровнем его надёжности в ми технического объекта для конii-k-мерной системе координат. кретного рабочего процесса, режима работы и условий эксплуатации (Рис. 4);

- установленная в результате совокупность m-критериальных поверхностей технического состояния, каждая из которых является собственно его мерой, образует замкнутое m-гранное пространство количественно-качественной определнности объекта со свойственными закономерностями количественных изменений, в рамках которого объект гарантировано работоспособен с заданным уровнем наджности и может совершенствоваться в соответствии с изначально заложенными принципами и согласно свойственным ему объективным законам в направлении некоторой генеральной тенденции своего развития;

- сканируя из начала ii-k-мерной системы координат соответственно вектором исходной информации множество точек критериальных поверхностей, образующих m-гранное пространство, можно описать весь массив комбинаций конструктивных параметров технического объекта для конкретных эксплуатационных факторов, при которых он не соответствует требованиям работоспособности для ранее принятого уровня наджности, при этом весь массив можно разделить на группы параметров, каждая из которых описывает конкретную криволинейную поверхность этого пространства;

- расположение вершины результирующего вектора вблизи какой-либо грани указывает на мероприятия по дальнейшему совершенствованию объекта, направленные на непреодоление этого конкретного предела наджности и/или работоспособности, при этом данные мероприятия могут быть экстенсивного либо интенсивного характера с той или иной степенью целесообразности осуществления, в независимости от порядка приближнности к этому пределу;

- если же, прогнозируя наджность и работоспособность гидроцилиндра в будущем, умозрительно продолжать известный вектор исходной информации с поочередным пересечением всех m критериальных поверхностей в точках «х», то можно оценить перспективность и целесообразность конкретной генеральной тенденции развития данного технического объекта в будущем.

Вторая глава посвящена исследованиям условий эксплуатации гидроцилиндров рабочего оборудования ДСМ, установлению характеристик их рабочего процесса и режима работы, выявлению и исследованию параметров статического и динамического нагружения, нагружения, обусловленного кинематикой привода рабочего оборудования ДСМ, а также нагрузок, действующих на гидроцилиндр вследствие его поперечной деформации в вертикальной плоскости с определением параметров их предельного нагружения в зависимости от действия комплекса нагрузок и отдельно по каждой.

Условия эксплуатации гидроцилиндров ДСМ подразделяются на две группы:

внешние факторы окружающей среды и внутренние факторы состояния рабочей среды. Применительно к ДСМ, в первую группу факторов входят давление, температура, влажность и запылнность окружающего воздуха, а во вторую - чистота рабочей жидкости в гидросистеме ДСМ, е давление, температура, вязкость, плотность и газонасыщенность.

В зависимости от назначения и исполнения гидропривода температура окружающей среды может находиться в диапазонах: для полевого гидропривода традиционного исполнения -35...+35 0С с длительными периодами температур С; для северного исполнения – не ниже -55 0С; для тропического исполнения -10...+55 0С и для тропического исполнения во влажном климате +3...+ С. Являясь одним из наиболее активных факторов окружающей среды, температура существенно влияет на наджность и работоспособность гидропривода. Так, е повышение ухудшает механические свойства большинства материалов, вследствие чего падает значение модуля упругости, снижается предел прочности, интенсифицируется процесс старения многих пластмасс и резиновых материалов, теряется вязкость пропиточных и смазочных материалов, окисляется масло. Низкая температура снижает прочность материалов, уменьшает их пластичность, повышает хрупкость, вызывает загустение смазки.

Влажность окружающего воздуха при эксплуатации ДСМ в условиях длительных осенних и весенних периодов с температурой -15...+15 0С или во влажном климате нередко находится вблизи 100% и также оказывает значительное влияние на работоспособность привода.

Рис. 5. Расчтные схемы для определения характеристик пространственного расположения гидроцилиндров рабочего оборудования некоторых одноковшовых гидрофицированных машин.

Запылнность воздуха при работе ДСМ, в зависимости от расстояния над поверхностью земли, колеблется в пределах 0,5...2,1 г/м3. Бльшая доля частиц соизмерима с зазором в подвижных узлах гидроагрегатов, в результате чего забиваются дроссели и каналы, а тврдость некоторых компонентов пыли значительно превосходит тврдость материалов сопряжнных деталей, вызывая их быстрый абразивный износ, способствуя появлению на движущихся уплотняемых поверхностях рисок, царапин и задиров.

Температура рабочей жидкости для гидроприводов большинства ДСМ лежит в диапазоне 30...700 С, а е вязкость, применительно к ДСМ, составляет (10...45)·10-6 м2/с при плотности, находящейся в пределах 850...896 кг/м3.

Газонасыщенность рабочей жидкости оказывает негативное влияние на динамические характеристики гидропривода и его элементов из-за уменьшения модуля объмной упругости жидкости, что снижает жсткость и устойчивости всего привода при отсутствии активных сопротивлений на его исполнительном гидроцилиндре.

Применительно к гидроцилиндру вышеперечисленные внешние и внутренние факторы в полной мере описывают условия его эксплуатации, являются объективными, случайными для конкретной ДСМ, а их неблагоприятное сочетание ускоряет возникновение отказа гидроцилиндра, в связи с чем, учитываются при исследовании его наджности и работоспособности.

Рис. 6. Возможные и рабочие диапазоны изменения пространственного К характеристикам рабочего процесса гидроцилиндра, шток которого осуществляет силовое возвратно-поступательное перемещение, а сам он в комплексе с рабочим оборудованием ДСМ совершает в пространстве плоскопараллельное перемещение в гравитационном поле, отнесены угол его наклона к поверхности тяготения (горизонту) и рабочее перемещение штока гидроцилиндра с учтом нагружения последнего эксплуатационным продольным сжимающим усилием.

Пространственное расположение гидроцилиндра, определяющее его статическое нагружение в поле тяготения, характеризуется, согласно разработанным расчтным схемам рабочего оборудования ДСМ (Рис. 5), возможным диапазоном iB изменения его пространственного расположения (Рис. 6), который определяется кинематикой, размерами элементов рабочего оборудования и максимальной величиной хода z штоков рассматриваемого гидроцилиндра и всех, задействованных перед ним в комплексе, и описывается углами для гидроцилиндров стрелы, рукояти и ковша, а также рабочим диапазоном iР его пространственного расположения (Рис. 6), который лежит внутри возможного диапазона и определяется такими характеристиками рабочего процесса, как: рабочий ход zw штока, его связь с максимальным ходом z гидроцилиндра и давление p в его полостях и описывается углами С,Р,Кi для конкретных значений zwi при pi.

Рабочий процесс гидроцилиндра с учтом его параметров D1, D2, p, z и отображн функцией Режим работы гидросистем ДСМ, а также силовых гидроцилиндров привода их рабочего оборудования определяется специфическими условиями выполнения конкретной машиной технологического процесса и характеризуется представленными в работе: коэффициентом использования ДСМ по времени, например в течение суток; коэффициентом интенсивности использования гидропривода в течение рассматриваемого промежутка времени; коэффициентом, учитывающим неустановившийся характер работы гидропривода; числом включений гидропривода за час эксплуатации ДСМ; коэффициентами интенсивности использования гидроцилиндра в статическом и динамическом режимах под нагрузкой и без таковой; коэффициентом, учитывающим продолжительность моторного и насосного ходов гидроцилиндра; суммарными продолжительностями времени соответственно выдвижения и вдвижения штока гидроцилиндра за один работы гидроцилиндра под нагрузкой соответственно в режиме моторного и насосного хода; суммарными продолжительностями времени работы гидроцилиндра под интенсивности и концентрации нагрузки; коэффициентом долговечности, учитывающим переменность нагрузки по времени и срок гидроцилиндра статической нагрузкой.

динамической нагрузки, а также нагрузки, обусловленной деформацией гидроцилиндра в процессе эксплуатации и кинематикой гидрофицированного привода рабочего оборудования ДСМ.

К статической нагрузке отнесены веса длинномерных элементов гидроцилиндра в сборе, а также нагрузка от продольного сжимающего усилия, создаваемого давлением p рабочей жидкости в поршневой полости гидроцилиндра и эксцентрично приложенного в опорах, создающего дополнительный изгибающий момент. Расчтная схема (Рис. 7) описывает оба стандартных варианта крепления гидроцилиндра на рабочем оборудовании ДСМ: на обеих проушинах и на цапфе корпуса и проушине штока. Результатом действия названного комплекса нагрузок является возникновение реакций в опорах гидроцилиндра.

Для описания нагружения штока и корпуса по отдельности, а также для оценки функциональной деформации штока внутри корпуса гидроцилиндра использованы оригинальные расчтные схемы, позволяющие дополнительно оценить триботехнические характеристики контакта подвижных элементов гидроцилиндра в уплотняемых узлах трения «поршень – гильза» и «шток – направляющая втулка».

С учтом параметров D1, D2, p, z и статическая нагрузка, действующая на гидроцилиндр, представлена функцией К нагрузке, действующей на гидроцилиндр и обусловленной кинематикой привода рабочего оборудования конкретной ДСМ, относится действующий в опорах гидроцилиндра момент трения из-за значительного углового перемещения элеРис. 8. Расчтная схема эксцентричного нагружения гидроцилиндра привода рукояти одноковшовой гидрофицированной ДСМ:

ментов опорных подшипников друг относительно друга, особенно в треугольных схемах привода рабочего оборудования (Рис. 8), а также момент от эксцентричноРис. 9. Образование статического и кинематического эксцентриситетов в проушине гидроцилиндра при различных направлениях поворота элементов го приложения в опорах продольного сжимающего усилия, полный эксцентриситет которого является результатом суммы статического и кинематического эксцентриситетов (Рис. 9). Негативным проявлением действия этой нагрузки является возможный дополнительный рост реакций в подвижных герметизируемых сопряжениях гидроцилиндра.

Динамическая нагрузка, действующая на гидроцилиндр в гравитационном поле и возникающая в результате внезапного торможения многозвенного рабочего оборудования ДСМ при встрече с непреодолимым препятствием, удара им по трансформируемой среде либо резкого начала движения, представлена дополнительной распределнной по длине элементов гидроцилиндра поперечной инерционной нагрузкой и изгибающим моментом (Рис. 10). Характеристики движения рабочего оборудования ДСМ определены с учтом предложенных выражений для описания пространственного расположения гидроцилиндров конкретного рабочего процесса ДСМ из разработанных расчтных схем (Рис. 11-13).

На практике экспериментальному исследованию параметров движения подвергались гидроцилиндры рабочего оборудования наиболее динамичных ДСМ – одноковшовых строительных экскаваторов II–V размерных групп при разработке гидроцилиндра (ось x), в вертикальной (ось y) и в горизонтальной (ось z) плоскостях. Последняя поочердно жстко крепилась на корпуса гидроцилиндров ДСМ. Оператор машины с квалификацией не ниже 5 – 6 разряда в процессе эксперимента моРис. 10. Расчтная схема нагружения гидроделировал штатные и близкие к цилиндра динамической нагрузкой.

В процессе экспериментальных исследований динамики рабочего оборудования ДСМ установлено, что наибольшие ускорения по всем направлениям (оси x, y и z) возникают в гидроцилиндре рукояти, несколько меньшие значения ускорений имеют место у гидроцилиндра ковша и незначительные – в гидроцилиндре стрелы.

Рис. 11. Расчтная схема для определения параметров движения рабочего оборудования многозвенной одноковшовой гидрофицированной ДСМ при оценке Рис. 12. Расчтная схема для определения параметров движения работающих гидроцилиндра рукояти и гидроцилиндра ковша при движущейся стреле, а также работающего гидроцилиндра ковша при одновременно движущейся рукояти многозвенной одноковшовой гидрофицированной ДСМ.

Анализ выражений для аналитического описания характеристик динамического нагружения гидроцилиндра рабочего оборудования ДСМ с учтом параметров D1, D2, p, z и позволил динамическую нагрузку представить функцией Рис. 13. Расчтная схема для определения параметров движения работающего гидроцилиндра ковша при одновременно движущихся стреле и рукояти многозвенной одноковшовой гидрофицированной ДСМ.

В процессе функционального продольно-поперечного нагружения гидроцилиндра конкретной комбинацией нагрузок его длинномерные элементы деформируются в вертикальной плоскости до достижения устойчивого равновесия «деформация – нагрузка» с образованием у гидроцилиндра комплексного (полного) прогиба и, как следствие, возникновение дополнительного изгибающего момента, а также вызываемых им реакций в сопряжениях «шток – направляющая втулка» и «поршень – гильза» гидроцилиндра.

Рис. 14. Трапецеидальная рамка Рис. 15. Расположение рамки на Анализ выражений для аналитического представления дополнительной нагрузки, обусловленной деформацией гидроцилиндра, с учтом его параметров D1, D2, p, z и позволил использовать функцию В результате эксплуатационного воздействия на гидроцилиндр всего комплекса рассмотренных выше нагрузок параметры его нагружения в итоге определяются суммой всех е соответствующих составляющих. Примечательно, что статические реакции являются не только результатом действия распределнной нагрузки, но и реакций, вызванных действием эксцентрично приложенного продольного сжимающего усилия. Кинематические реакции создаются не только моментом трения, но и моментом от продольного усилия и возникшего кинематического эксцентриситета. Динамические реакции вызваны дополнительной распределнной динамической нагрузкой и реакциями от дополнительного изгибающего момента при торможении. Реакции, появляющиеся в результате функциональной деформации длинномерных элементов гидроцилиндра, вызваны действием момента от продольного усилия и собственно прогиба.

Параметры наибольшего нагружения гидроцилиндра с учтом распределения по длине гидроцилиндра всех эксцентриситетов найдены из трансцендентного вида условия максимума полного изгибающего момента, действующего на гидроцилиндр в результате его комплексного нагружения, применительно к координате опасного сечения, которое находится вблизи головки гидроцилиндра. Так как параметры динамического нагружения являются нежелательными, случайными и редко проявляющимися факторами, а величины изгибающих моментов, возникающих в опорах гидроцилиндра, практически не зависят от характеристик z и, определение параметров наибольшего нагружения гидроцилиндра базируется на анализе суммы изгибающих моментов от продольной и поперечной нагрузки с учтом эксплуатационной деформации гидроцилиндра.

В третьей главе в рамках исследования несущей (нагрузочной) способности гидроцилиндра конкретного конструктивного исполнения представлено аналитическое описание и проведено исследование напряжнно-деформированного состояния его элементов в результате эксплуатационного поперечного, продольного и продольно-поперечного нагружения отдельно каждой и всем комплексом выше установленных нагрузок.

Гидроцилиндр вследствие своих конструктивно-технологических особенностей, а также в результате эксплуатационного продольно-поперечного нагружения в поле тяготения деформируется в вертикальной плоскости (Рис. 16) с возникновением у него полного прогиба yT(x), равного где: y ( x) – прогиб гидроцилиндра вследствие выборки технологических зазоров в его подвижных сопряжениях; y ( x) – то же в результате возможного начального (технологического) искривления его длинномерных элементов при изготовлении; y ( x) – то же вследствие эксплуатационного (кумулятивного) искривления его штока; y ( x) – то же из-за выборки дополнительных зазоров в результате радиальной деформации под давлением его корпуса; yQ (x) – то же вследствие поперечного нагружения гидроцилиндра от действия весов его длинномерных элементов; y R (x) – то же в результате наличия силового поворота в его опорных элементах, обусловленного кинематикой привода рабочего оборудования конкретной ДСМ; y Р (x) – то же вследствие его продольного нагружения при наличии вышеперечисленных напряжнных и ненапряжнных деформаций; yTO ( x ) – то же до приложения продольного сжимающего усилия.

деформации его длинномерных несущих элементов с учтом параметров D1, D2, p, z и позволили представлять деформацию гидроцилиндра функцией В процессе работы гидроцилиндра его шток, совершая функциональные возвратно-поступательные перемещения, поочердно подвергается сжатию и растяжению.

Рис. 16. Расчтные схемы для определения пространственным расположением эксплуатационного продольно-поперечного ров двустороннего действия с односторонним штоком справедливо ненагружения, а также для оценки собственной деформации штока и корпуса. равенство min x max x, то есть цикл нагружения штока является явно знакопеременным и асимметричным с отрицательными средними напряжениями m x и амплитудой a x. Согласно модели усталостного разрушения, устанавливающей связь эквивалентных нормальных напряжений экв ( x) с знакопеременными * ( x) и постоянными * ( x) наа m пряжениями в момент разрушения, в kS раз превышающими текущие напряжения а x и m x, условие прочности штока определяется переменными напряжениями min x var сжатия из-за постоянно возрастающего в процессе изнашивания поршня и направляющей втулки прогиба y x гидроцилиндра, постоянными max x const растяжения и пределом выносливости его материала 1, уменьшенного в учтом статистического коэффициента kS запаса прочности до допускаемых напряжений 1 Ш. То есть, в результате воздействия на гидроцилиндр внешних факторов и вследствие внутреннего функционального взаимодействия его элементов текущие функциональные напряжения i x min x непостоянны во времени и непрерывно возрастают, достигая, по мере накопления эксплуатационных повреждений, своих предельных значений.

В процессе функционирования продольно и поперечно нагруженного гидроцилиндра его гильза (корпус) подобно штоку подвержена воздействию повторяющихся переменных положительных напряжений. Напряжнно-деформированное состояние гильзы гидроцилиндра отображается напряжениями max x растяжения, описываемыми четвртой теорией прочности с учтом напряжений x x, y и z, соответственно характеризующих переменные по оси X гидроцилиндра осевые напряжения и независимые от расположения рассматриваемого сечения гильзы окружные и радиальные. Первые представлены суммой постоянных и переменных во времени кумулятивных напряжений. При этом на практике следует стремиться к тому, чтобы напряжения max x уменьшались по мере роста напряжений x x, а последние находились вблизи значения y z / 2 и не превышали величины y z. Если же имеет место x x y z, то наиболее опасным случаем надо полагать состояние, при котором x x 0. Присутствие дискриминанта указывает на наличие предела распространения исследуемой функции max x. С учтом модели разрушения условие безотказного состояния гильзы гидроцилиндра определяется кумулятивными напряжениями Г ( x) x x var и коэффициентом запаса прочности. То есть, в результате воздействия на гидроцилиндр вышеопределнных внешних факторов и внутреннего функционального взаимодействия его элементов, текущие эксплуатационные напряжения i x x x непостоянны во времени и непрерывно возрастают, неизбежно достигая по мере накопления эксплуатационных повреждений своих предельных значений.

Напряженное состояние элементов поршневого и штокового герметизируемых сопряжений гидроцилиндра, а именно: поршня в сопряжении «поршень – гильза» и втулки в сопряжении «шток – направляющая втулка» характеризуется парами напряжений max ПЭ и СМ П для поршня, а также max НВН и СМ НВ для направляющей втулки. В первом случае учитывается эксцентричное смещение элементов сопряжения, а во втором – угловое, так как из-за эксплуатационной деформации гидроцилиндра в сопряжении «поршень – гильза» угол между поршнем и гильзой уменьшается до нуля, а в сопряжении «шток – направляющая втулка» – значительно увеличивается, что значительно ухудшает условия функционирования этого сопряжения.

Вид аналитических записей для оценки напряжений несущих элементов гидроцилиндра и подвижных элементов его уплотняемых сопряжений с учтом параметров D1, D2, p, z и позволил представить их функциями для гильзы, штока, направляющей втулки и поршня, соответственно:

Проведнные экспериментальные исследования имели своей целью проверку положений вышеописанного аналитического исследования напряжннодеформированного состояния гидроцилиндра и его конструктивных элементов и проводились как в условиях эксплуатации при исследовании характера повреждений, так и в лабораторных условиях с использованием существующих стендов, а также специально разработанных оригинальных приспособлений (Рис. 17, 18) и моделей.

контроля угловой несоосности установка для исследования несущих длинномерных элементов угловой несоосности штока и гильзы Проверка положений третьей главы относительно взаимосвязи зазоров в подвижных герметизируемых сопряжениях гидроцилиндра и угловой несоосности его штока и корпуса (гильзы) проводилась с использованием контактного диагностического устройства (Рис. 17), а также лабораторной установки, в основу которой положен контроль величины магнитного сопротивления воздушного зазора между датчиком и поверхностью штока по запатентованной технологии (Рис. 18).

Проверка положений третьей главы с использованием оригинальной модели гидроцилиндра из оптически прозрачного материала проводилась: относительно радиальной деформации под давлением его гильзы (Рис. 19), относительно поперечной деформации гидроцилиндра в результате силового поворота элементов опорных подшипников (Рис. 19), относительно поперечной деформации гидроцилиндра в результате его продольного и продольно-поперечного нагружения (Рис. 20), относительно деформации штока внутри гидроцилиндра при его продольном нагружении (Рис. 20).

Положения аналитического исследования нашли сво подтверждение в процессе экспериментальных исследований в условиях эксплуатации при изучении распределения стрелы остаточной деформации (прогиба) штока по его длине (Рис.

21). Экспериментальное исследование механизма образования эксцентриситета в опорах гидроцилиндра проводились методом поляризации света с использованием модели, выполненной из оптикопрозрачного материала на лабораторной установке (Рис. 22, 23).

Рис. 19. Принципиальная схема и фрагмент экспериментального исследования радиальной деформации корпуса гидроцилиндра под давлением и при приложении крутящего момента в опоре.

Рис. 20. Принципиальная схема и фрагмент экспериментального исследования продольного прогиба гидроцилиндра и деформации штока внутри корпуса.

Рис. 21. Искривлнные штоки гидроцилиндров рабочего оборудования и механизма поворота самоходного скрепера.

Проведнные экспериментальные исследования в свом большинстве носили качественный характер и не имели своей целью установление эмпирических зависимостей исследуемых процессов, а полученные численные результаты имеют отклонение от теоретических в пределах от 4% до 8%, что вполне соответствует цели и условиям экспериментов.

Рис. 22. Лабораторная установка для исследования механизма образования эксцентриситета в опорах гидроцилиндра методом поляризации света.

Рис. 23. Фрагменты экспериментального исследования механизма образования эксцентриситета в проушине гидроцилиндра.

В четвртой главе в рамках исследования герметизирующей способности (герметичности) уплотнительных узлов возвратно-поступательного перемещения (движения) на основе анализа многочисленных работ отечественных и зарубежных учных представлено уточннное аналитическое описание и исследование рабочего процесса уплотнителя в условиях поврежднного контртела, применительно к цели и задачам данных диссертационных исследований.

В соответствии с этим проанализировано состояние теории и специфики рабочего процесса уплотнительных узлов гидроцилиндров ДСМ, произведн анализ влияния состояния поверхности контртела, а также его радиального (эксцентричного) и углового смещения на герметизирующую способность уплотнительных узлов гидроцилиндра с описанием соответствующих утечек в сопряжениях «поршень – гильза» QУПМ и QУПЭ и «шток – направляющая втулка» QУПМ, и QУПН. Экспериментальная проверка сделанных аналитических уточQУПЭ нений проводилась с учтом соответствия режимов лабораторных испытаний эксплуатационным условиям с установлением уровней варьирования исследуемых факторов при планировании экспериментальных исследований на лабораторном оборудовании с использованием традиционной и нетрадиционной рабочих сред на основании известной и запатентованной технологий.

Вид аналитических записей для оценки наружных утечек и внутренних перетечек рабочей жидкости через его уплотняемые сопряжения с учтом параметров D1, D2, p, z и позволил представить их функциями:

Пятая глава посвящена созданию комплексной характеристики основных параметров гидроцилиндра, условий его эксплуатации, рабочего процесса, режима работы и параметров нагружения, применительно к гидроцилиндрам ДСМ, критерия работоспособности гидроцилиндра отдельно по его несущей способности и герметизирующей способности его уплотнительных узлов, а также комплексного критерия наджности и работоспособности гидроцилиндра.

С целью минимизации числа основных параметров D1, D2, p, z и гидроцилиндра при максимальной суммарной информативной значимости целесообразно принять комплексную характеристику Ri основных параметров гидроцилиндра в виде (Рис. 4) и обозначить е вектором применительно к декартовой системе координат с осями: абсцисса – D2(), ордината – z, аппликата – p.

Параметр D2() принят в качестве основного диаметрального размера гидроцилиндра, так как его шток является наиболее нагруженным элементом, а коэффициент связывает диаметр D2() с отсутствующим в векторе Ri диаметром D поршня записью что, несомненно, придат комплексной характеристике параметров гидроцилиндра законченную форму, отвечающую требованиям необходимости и достаточности для данного технического объекта.

С позиции работоспособности гидроцилиндра из перечисленных во второй главе характеристик целесообразно выделить следующие: давление p рабочей жидкости; угол наклона гидроцилиндра к поверхности тяготения и рабочее перемещение его поршня (штока), которое для бльшей достоверности оценки работоспособности гидроцилиндра необходимо представить величиной полного хода поршня z; скорость его движения dz/dt, определяемая характеристиками насосной установки ДСМ и диаметрами поршня D1 и штока D2; все поперечные нагрузки, действующие на гидроцилиндр, тем или иным образом через удельный вес материалов элементов гидроцилиндра связанные с его основными параметрами D1, D и z. При этом, все продольные нагрузки, кроме уже перечисленных величин, дополнительно определяются давлением p жидкости в полостях гидроцилиндра. С учтом этого комплексная характеристика условий эксплуатации, рабочего процесса, режима работы и параметров нагружения гидроцилиндров ДСМ представлена записью Несущая способность, под которой подразумевается способность гидроцилиндра выполнять возложенные на него по назначению функции без возникновения у него и его конструктивных элементов критических напряжений и деформаций, описывается, применительно к продольно-поперечно нагруженному гидроцилиндру для i-того текущего момента времени по отношению к текущим i x, yi x и допускаемым, y( x ) напряжениям и деформациям, соответственно неравенствами Отсюда, комплексный критерий Work(НС) работоспособности гидроцилиндра по несущей способности представлен системой (23) в которой: [-1]Ш, [P]Г, [СМ]П, [СМ]НВ - предельные характеристики прочности материалов штока, гильзы (корпуса), поршня и направляющей втулки, соответственно.

max НВН i [ D2 ( ), p, z, ], соответственно их i-тые значения для проектируемого гидроцилиндра, рассчитанные с учтом характеристики условий эксплуатации, рабочего процесса, режима работы и параметров нагружения гидроцилиндров. При этом абсцисса x является координатой опасного сечения.

Применительно к поршню и направляющей втулке абсциссу x необходимо полагать равной координате приложения действующей в сопряжении нагрузке, то есть l0 z и l1 l2, соответственно.

Касательно полного прогиба гидроцилиндра yTi [ D2 ( ), p, z, ], абсциссу x, как и в первом случае с напряжениями, для вновь проектируемого гидроцилиндра следует принимать равной величине l0 z, то есть координате опасного сечения, лежащей на участке штока.

Для гидроцилиндров исполнения 2 (б) - проушина на штоке, цапфа на корпусе - критерий работоспособности штока целесообразно описывать собственной его деформацией yTШСН [ D2 ( ), p, z, ] в точке е максимального значения. При этом в обоих случаях текущие прогибы yTi [ D2 ( ), p, z, ] и yTШСН [ D2 ( ), p, z, ] должны ограничиваться значением деформации [ y[ 1 ] ] Ш, соответствующим моменту появления у штока текущих напряжений i (x), равных предельным [ 1]Ш.

Таким образом, комплексный критерий Work(НС) работоспособности гидроцилиндра по несущей способности согласно записи (23) представляет собой пространство в системе координат с осями, соответствующими основным параметрам гидроцилиндра: D2() - абсцисса, z - ордината, p - аппликата, ограниченное 6-тью критериальными поверхностями:

Вершина вектора Ri D2, p, z основных параметров гидроцилиндра при выполнении всех вышеперечисленных условий сканирует эту 6-тигранную критериальную поверхность, а близость е к конкретной при планируемых характеристиках D2, p, z определяет возможность и целесообразность создания перспективного гидроцилиндра или модернизации существующего по критерию несущей способности.

Герметизирующая способность, под которой подразумевается способность уплотнительных (герметизируемых) узлов гидроцилиндра исключать наружные утечки и внутренние перетечки рабочей жидкости при работе гидроцилиндра, описывается, применительно к продольно-поперечно нагруженному гидроцилиндру для i-того текущего момента времени по отношению к текущим Qi и допускаемым Q утечкам (перетечкам) рабочей жидкости неравенством С учтом этого комплексный критерий Work(ГС) работоспособности гидроцилиндра по герметизирующей способности целесообразно записать следующим образом где: QУПМ, QУПЭ и QУПН - утечки, учитывающие соответственно влияние состояния поврежднной подвижной уплотняемой поверхности, а также влияние радиального и углового смещений основных элементов уплотнительных узлов на их герметичность; [Q]Ш и [Q]Г – соответственно предельные значения утечки через штоковый уплотнительный узел и внутренней перетечки через поршневой, которые оговариваются требованиями ГОСТ 18464-87 «Гидроцилиндры. Правила примки и методы испытаний»; dyTШ(x) /dx – угол контакта штока с направляющей втулкой в точке l0+z), равный (Рис. 27) Здесь: dyТГIV (x)/dx и dyТШII (x)/dx – суммарные (полные) углы наклона сечений гильзы с направляющей втулкой и штока в точке их взаимного контакта. При этом в поршневом сопряжении этот угол в силу малости равен нулю.

С учтом этого комплексный критерий Work(ГС) работоспособности гидроцилиндра по герметизирующей способности, согласно записи (26), представляет собой пространство в той же системе координат, ограниченное 2-мя критериальными поверхностями (28).

Вершина вектора Ri D2, p, z основных параметров гидроцилиндра при выполнении всех вышеперечисленных условий сканирует эту 2-хгранную критериальную поверхность, а близость этой вершины к конкретной поверхности, как и в случае с несущей способностью, определяет возможность и целесообразность создания перспективного гидроцилиндра или модернизации существующего по критерию герметизирующей способности.

С позиции общей теории наджности, гидроцилиндр следует рассматривать, как технический объект с такими деградирующими в процессе эксплуатации свойствами наджности, как безотказность и долговечность.

Анализируя каждое из названных свойств наджности в отдельности, отметим, что безотказность гидроцилиндра непосредственно определяется герметизирующей способностью его уплотнительных узлов и несущей (нагрузочной) способностью длинномерных элементов и соответственно должна определяться предлагаемыми выше критериями Work(ГС) и Work(НС).

Долговечность, применительно к гидроцилиндру, зависит от его ресурса по конкретной составляющей его способностей, а именно:

- по напряжениям в единицах измерения таковых:

- по деформациям в единицах измерения прогиба:

- по наружным утечкам - по внутренним перетечкам в единицах измерения течи, например, в соответствии с требованиями ГОСТ 18464-87 «Гидроцилиндры. Правила примки и методы испытаний», а также от средней скорости роста составляющих их переменных в процессе функционирования гидроцилиндра по мере накопления его конструктивными элементами эксплуатационных повреждений:

выраженной в единицах измерения конкретной составляющей, отнеснной ко времени, например, машино–часам работы гидрофицированной ДСМ.

Отсюда, ресурс гидроцилиндра в требуемых единицах времени касательно конкретной составляющей критериев Work(ГС) и Work(НС) принимает вид:

Анализ выражений (45)-(52) показывает, что ресурс гидроцилиндра определяется не только удалнностью вершины вектора Ri D2 ; p; z основных параметров гидроцилиндра от конкретной критериальной поверхности – выражения (29)-(36), но и от скорости уменьшения этого расстояния с течением времени вследствие накопления конструктивными элементами гидроцилиндра эксплуатационных повреждений – выражения (37)-(44).

Очевидно, что основной причиной возникновения последних является изнашивание трущихся элементов подвижных герметизируемых сопряжений гидроцилиндра, главным образом его направляющей втулки и поршня, в силу малости их контактной поверхности при значительном пути z трения соответственно по штоку и гильзе. Из основных положений трибологии следует, что долговечность узла трения определяется интенсивностью изнашивания составляющих его элементов, основной причиной которого, в соответствии с основным уравнением изнашивания при имеющем место упругом контакте, справедливо полагается действующая в узле нагрузка pa, связанная с линейной (безразмерной) интенсивностью изнашивания известной записью Понятно, что в случае с гидроцилиндром в качестве нагрузки pa выступают составляющие е реакции, возникающие в подвижных герметизируемых сопряжениях гидроцилиндра «поршень - гильза» и «шток - направляющая втулка» и отнеснные к площади контакта. С учтом этого комплексный критерий наджности гидроцилиндра по долговечности в своей основе должен быть ориентирован на реакции, возникающие в его подвижных герметизируемых сопряжениях, применительно к создаваемому гидроцилиндру. При этом реакции должны быть связаны с основными триботехническими характеристиками: интенсивностью изнашивания и возникающими при трении повышенными температурами.

Отсюда, критерий наджности гидроцилиндра целесообразно представить системой пряжениях гидроцилиндра, а [ RШ I ],[ RГ I ],[ RШT ],[ RГ T ] - допускаемые либо предельные их значения соответственно по отношению к предельной интенсивности изнашивания и возникающей при этом температуре.

С учтом этого критерий Rel(ГЦ) наджности гидроцилиндра, согласно записи (54), представляет собой пространство в системе координат [D2(), p, z] основных параметров гидроцилиндра, ограниченное 4-мя критериальными поверхностями:

Вершина вектора R j D2, p, z основных параметров гидроцилиндра при выполнении всех вышеперечисленных условий сканирует эту 4-хгранную поверхность, а близость е к конкретной грани при планируемых характеристиках D2, p, z определяет возможность и целесообразность создания перспективного гидроцилиндра или модернизации существующего по критерию наджности.

Таким образом, комплексный критерий K work наджности и работоспособности гидроцилиндра представлен комбинацией предложенных выше двух комплексных критериев работоспособности Work(ГС) и Work(НС), а также комплексного критерия Rel(ГЦ) наджности, образующих в системе координат [D2(), p, z] основных параметров гидроцилиндра соответственно 2-х, 6-ти и 4-хгранные критериальные поверхности, соответственно Надо отметить, что в зависимости от субъективной комбинации основных параметров гидроцилиндра D2(), z, p, а также условий эксплуатации, рабочего процесса, режима работы и параметров нагружения эти многогранные критериальные поверхности, каждая из которых является пределом эволюции объекта, могут соприкасаться, разнообразно пересекаться либо не пересекаться вообще, находясь при этом по разные стороны друг от друга в принятой координатной системе [D2(), p, z].

Перечисленные выше варианты означают следующее (Рис. 4):

- если в направлении либо вблизи вершины вектора Ri D2, p, z эти поверхности соприкасаются, то в этом случае возможно создание изначально неработоспособного гидроцилиндра с соответствующим отрицательным уровнем наджности;

- если в направлении либо вблизи вершины вектора Ri D2, p, z эти поверхности не пересекаются либо пересекаются, но в обоих случаях с доминированием поверхностей одного из критериев работоспособности, то в этом случае возможно создание изначально неработоспособного гидроцилиндра и, с целью недопущения этого, необходимо обратить бльшее внимание на причины нарушения герметизирующей или несущей (нагрузочной) способности гидроцилиндра;

- если в направлении либо вблизи вершины вектора Ri D2, p, z эти поверхности не пересекаются либо пересекаются, но в обоих случаях с доминированием поверхностей критерия наджности, то в этом случае, на первый взгляд работоспособный гидроцилиндр является ненаджным по какой-либо из вышеперечисленных причин и способен потерять работоспособность в любой момент.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Установлено, что на существующих многофункциональных ДСМ наиболее распространены гидроцилиндры двухстороннего действия с односторонним штоком, при этом субъективное увеличение их основных параметров D1, D2, p, z и без каких-либо научно обоснованных рекомендаций для выбора их комплекса не гарантирует достижение ожидаемого положительного эффекта в итоге.

2. С целью минимизации числа основных параметров гидроцилиндра при соблюдении максимальной суммарной информативной значимости введена комплексная характеристика его основных параметров в виде вектора Ri D2, p, z в декартовой системе координат [D2(), z, p].

3. Установленные, применительно к гидроцилиндру внешние и внутренние факторы условий эксплуатации являются объективными и случайными для конкретной ДСМ, их неблагоприятное сочетание интенсифицирует процесс возникновение кумулятивных отказов и, следовательно, подлежат учту при оценке работоспособности и наджности гидроцилиндра.

4. Параметрами рабочего процесса гидроцилиндров ДСМ являются: эксплуатационное перемещение штока и угол наклона гидроцилиндра к поверхности тяготения, которые определены с учтом алгоритма функционирования многозвенного рабочего оборудования, а также рабочего (моторного и насосного) хода штока как под нагрузкой, так и без таковой в динамическом и статическом режимах работы конкретного гидроцилиндра рабочего оборудования ДСМ.

5. Показателями режима работы гидроцилиндров ДСМ являются: интенсивность использования ДСМ и е гидропривода по времени, интенсивность использования гидроцилиндра, интенсивность и число циклов нагружения гидроцилиндра.

6. Полная нагрузка, действующая на гидроцилиндр повышенного типоразмера, является результатом действия:

- статической нагрузки, к которой относятся: равномерно распределенные по длине гидроцилиндра веса длинномерных элементов в сборе, давление и веса рабочей жидкости в его полостях, реакции в опорах гидроцилиндра, продольное сжимающее усилие, изгибающий момент от его эксцентричного приложения в опорах, а также реакции и создаваемые ими силы трения в подвижных сопряжениях «шток – направляющая втулка» и «поршень – гильза» гидроцилиндра;

- нагрузки, обусловленной кинематикой гидрофицированного привода ДСМ, к которой относятся изгибающий момент, возникающий в результате образования в опорных шарнирах гидроцилиндра кинематического эксцентриситета, момент трения от фрикционного взаимодействия элементов опорных подшипников, а также реакции и создаваемые ими силы трения в подвижных сопряжениях «шток – направляющая втулка» и «поршень – гильза» гидроцилиндра;

- динамической нагрузки, к которой относятся распределенная по длине гидроцилиндра поперечная инерционная нагрузка, пик давления рабочей жидкости, изгибающий момент, возникающий в результате мгновенной поперечной деформации гидроцилиндра, а также динамические реакции в опорах и подвижных сопряжениях «шток – направляющая втулка» и «поршень – гильза» гидроцилиндра;

- дополнительной нагрузки, к которой относится изгибающий момент, возникающий в результате продольного нагружения деформированного гидроцилиндра, и создаваемые им реакции в подвижных сопряжениях «шток – направляющая втулка» и «поршень – гильза».

7. Задача определения параметров наибольшего комплексного нагружения гидроцилиндра является экстремальной и сводится к анализу величины суммарного изгибающего момента в точке опасного сечения для конкретного рабочего процесса.

8. Экспериментальные исследования динамической нагрузки, направленные на оценку ускорений при торможении одноковшового рабочего оборудования ДСМ во время нештатных ситуаций, свидетельствуют о наличии наибольших ускорений по всем трм направлениям (оси x, y и z) в гидроцилиндре рукояти, несколько меньшие значения ускорений имеют место у гидроцилиндра ковша и незначительные в гидроцилиндре стрелы, что подтверждает факты отказа гидроцилиндра рукояти при динамическом нагружении. Замечены колебания ускорений со средним значением 3 м/с2 и частотой 3...4 Гц, оказывающие со временем дополнительное влияние на развитие усталостных трещин и, следовательно, на ослабление опасного сечения.

9. Для описания условий эксплуатации, рабочего процесса, режима работы и параметров нагружения гидроцилиндров ДСМ используется комплексная характеристика Rk f 2 D2, p, z,dz / dt,, которая учитывается при оценке показателей наджности и параметров работоспособности по несущей и герметизирующей способностям гидроцилиндра повышенного типоразмера.

10. Математическая модель несущей (нагрузочной) способности гидроцилиндра повышенного типоразмера включает в себя предложенный критерий Work(НС) работоспособности по несущей способности, учитывающий текущие и предельные прочностные характеристики штока, гильзы (корпуса), поршня и направляющей втулки и представляющий собой пространство в системе координат с осями:

D2() – абсцисса, z – ордината, p – аппликата), ограниченное 6-тью критериальными поверхностями, за которыми гидроцилиндр является неработоспособным по причине потери прочности.

11. Математическая модель герметизирующей способности гидроцилиндра повышенного типоразмера включает в себя предложенный критерий Work(ГС), учитывающий влияние состояния подвижной уплотняемой поверхности, влияние радиального и углового смещений основных элементов уплотнительных узлов на их герметичность и представляющий собой пространство в той же системе координат, ограниченное 2-мя критериальными поверхностями, за которыми гидроцилиндр является неработоспособным по причине разгерметизации.

12. Оценка наджности гидроцилиндра повышенного типоразмера основана на использовании разработанного критерия Rel(ГЦ), ориентированного на реакции, возникающие в его подвижных герметизируемых сопряжениях и определяющие такие основные триботехнические характеристики, как интенсивность изнашивания и возникающие при трении повышенные температуры. При этом этот критерий представляет собой пространство в той же системе координат [D2(), z, p], ограниченное 4-мя критериальными поверхностями, в рамках которого гидроцилиндр обладает наджностью по названным триботехническим характеристикам.

13. Предложенный комплексный критерий K work наджности и работоспособности гидроцилиндра повышенного типоразмера представляет собой совокупность критериев работоспособности Work(ГС) и Work(НС), а также критерия Rel(ГЦ) наджности, ориентирован на его работоспособность, безотказность и долговечность и образует совокупность 3-х многогранных критериальных поверхностей, каждая грань которой является пределом эволюции данного технического объекта, создающих пространство, внутри которого данный технический объект гарантировано работоспособен для принятого уровня наджности.

14. Перспективность и целесообразность создания или развития данного технического объекта в будущем оценивается по расположению вершины вектора Ri D2, p, z основных параметров гидроцилиндра к одной из 12-ти граней, которые могут соприкасаться, разнообразно пересекаться либо не пересекаться, находясь по разные стороны друг от друга в принятой координатной системе.

15. Внедрение результатов проведнного исследования позволяет увеличить ресурс работоспособного гидроцилиндра повышенного типоразмера до 2-х раз, в том числе, за счт повышения достоверности оценки его показателей наджности и параметров работоспособности.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ

ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

- в монографиях:

1. Кобзов Д.Ю. Гидроцилиндры дорожных и строительных машин. Часть 1.

Конструкция. Наджность. Перспективы развития. Деп. БрИИ в МАШМИР № 2сд98 от 29.09.98 г.-59 с.

2. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А., Трофимов А.А. Гидроцилиндры дорожных и строительных машин. Часть 2. Условия эксплуатации, рабочий процесс, режим работы и параметры нагружения. Деп. БрГТУ в ВИНИТИ № 3552-1399.-108 с.

3. Кобзов Д.Ю., Лапшин В.Л., Тарасов В.А., Жмуров В.В. Гидроцилиндры дорожных и строительных машин. Часть 3. Несущая способность. Деп. в ВИНИТИ 27.01.2011, №27-В2011.-88 с.

4. Сергеев А.П., Кобзов Д.Ю., Лханаг Д. Гидроцилиндры дорожных и строительных машин. Часть 4. Герметизирующая способность. Деп. в ВИНИТИ 14.07.2003, № 1376-В2003.-44 с.

5. Кобзов Д.Ю., Ереско С.П., Трофимов А.А., Кулаков А.Ю., Жмуров В.В. Гидроцилиндры дорожных и строительных машин. Часть 5. Техническое диагностирование. Деп. в ВИНИТИ РАН 21.07.2011, №360-В2011.-119 с.

6. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В. Гидроцилиндры одноковшовых гидрофицированных машин. Деп. в ВИНИТИ 17.05.2010, №288-В2010.-105 с.

- в изданиях из перечня ВАК:

1. Кобзов Д.Ю., Лханаг Д., Дэлэг Д., Тарасов В.А. Выбор оптимальных форм штока гидроцилиндра/Научный вестник НГТУ, Новосибирск. – 2007. – №4 (29).

С.191-195.

2. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Плешивцева С.В. Совершенствование конструкции привода ковша одноковшовых гидрофицированных дорожных и строительных машин//Современные технологии. Системный анализ. Моделирование/Научный журнал ИрГУПС, Иркутск. - №3 (15). – 2007. – С. 40-46. 3. Кобзов Д.Ю., Плешивцева С.В., Жмуров В.В. Анализ конструкции и перспективы развития гидропривода возвратно-поступательного действия//Современные технологии. Системный анализ. Моделирование/Научный журнал ИрГУПС, Иркутск. - №4 (16). – 2007. – С. 39-44.

4. Кобзов Д.Ю., Дэлэг Д., Жмуров В.В., Лханаг Д. Модернизация конструкции опор гидроцилиндра привода ковша одноковшовых гидрофицированных дорожных и строительных машин//Современные технологии. Системный анализ. Моделирование/Научный журнал ИрГУПС, Иркутск. - №1 (17). – 2008. – С. 28-33.

5. D. Yu. Kobzov, Lkhanag Dorligsuren, Deleg Dorjbjol. Dialectical approach to the insight into engineering objects evolution//Современные технологии. Системный анализ. Моделирование/Научный журнал ИрГУПС, Иркутск. - №1 (17). – 2008. – С. 93-99.

6. Кобзов Д.Ю., Кобзов А.Ю., Жмуров В.В. О расчте экономической эффективности модернизации гидроцилиндров ДСМ//Современные технологии. Системный анализ. Моделирование/Научный журнал ИрГУПС, Иркутск. - №3 (19). – 2008. – С. 26-30.

7. Кобзов Д.Ю., Ереско С.П. Методика определения эксцентриситета в опорах крепления гидроцилиндра//Горное оборудование и электромеханика/Научноаналитический и производственный журнал. Изд-во «Новые технологии». М. - №3.

– 2009. – С. 38-43.

8. Кобзов Д.Ю., Кобзов А.Ю., Лханаг Д. О потерях на трение в гидроцилиндрах машин//Современные технологии. Системный анализ. Моделирование/Научный журнал ИрГУПС, Иркутск. - №2 (22). – 2009. – С. 47-50.

9. Кобзов Д.Ю., Усова С.В. Экспресс-диагностика несущей способности гидроцилиндров машин//Современные технологии. Системный анализ. Моделирование/Научный журнал ИрГУПС, Иркутск. - №3 (23). – 2009. – С. 174-179.

10. Кобзов Д.Ю., Кобзов А.Ю., Лханаг Дорлигсурэнгийн. Несущая способность и ресурс гидроцилиндров машин//Системы. Методы. Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск. - №2. – 2009. – С. 24-28.

11. Кобзов Д.Ю., Усова С.В., Фурзанов С.Ю. О диагностическом параметре несущей способности гидроцилиндров машин//Системы. Методы. Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск. - №2. – 2009. – С. 29-32.

12. Kobzov D., Kobzova S., Lkhanag D. Hydrocylinder diagnostic parameters//Системы. Методы. Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск. - №3. – 2009. – С.21-25.

13. Кобзов Д.Ю., Черезов С.А., Жмуров В.В., Кобзова И.О. О промежуточной сенсорной опоре гидроцилиндра повышенного типоразмера//Системы. Методы.

Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск. - №4. – 2009. – С. 46-53.

14. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Кобзова И.О. Влияние радиального смещения основных уплотнительных узлов гидроцилиндра на его герметизирующую способность//Системы. Методы. Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск. - №3 (7).

– 2010. – С. 49-54.

15. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Кобзова И.О. Влияние состояния поверхности контртела на герметизирующую способность уплотнительных узлов гидроцилиндра//Системы. Методы. Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск. - №3 (7). – 2010. – С. 54-57.

16. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Кобзова И.О. Влияние углового смещения длинномерных элементов уплотнительных узлов гидроцилиндра на его герметизирующую способность//Системы. Методы. Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск.

- №4 (8). – 2010. – С. 19-22.

17. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Кобзова И.О. Прогиб гидроцилиндра в результате радиальной деформации под давлением его корпуса//Системы. Методы. Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск. - №4 (8). – 2010. – С. 22-28.

18. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Кобзова И.О., Лханаг Д. К расчту продольного прогиба гидроцилиндра//Современные технологии. Системный анализ. Моделирование/Научный журнал ИрГУПС, Иркутск. - №4 (28). – 2010. – С. 64-69.

19. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А., Жмуров В.В. Оценка продольной жсткости гидроцилиндра//Системы. Методы. Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск. С. 31-35.

20. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Кобзова И.О. Варианты расчта продольного прогиба гидроцилиндра//Системы. Методы. Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск. - №2 (10). – 2011. – С. 45-49.

21. Dmitriy Kobzov, Sergey Cherezov, Dorlig Lkhanag. The hydraulic system with auxiliary touch supporting hydrocylinder//Системы. Методы. Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск. - №2 (10). – 2011. – С. 50-51.

22. Кобзов Д.Ю., Кобзова И.О., Лханаг Д. Расчт направляющих качения гидроцилиндра//Системы. Методы. Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск. - № (11). – 2011. – С. 35-40.

23. Кобзов Д.Ю., Кулаков А.Ю., Лханаг Д. О бортовом диагностировании гидроцилиндров по параметрам несущей способности//Системы. Методы. Технологии/Научный журнал БрГУ, Братск. - №3 (11). – 2011. – С. 40-45.

- в других изданиях опубликовано 202 работы, основными из которых 24. Кобзов Д.Ю., Сергеев А.П. О характеристиках пространственного расположения гидроцилиндров рабочего оборудования одноковшовых строительных экскаваторов//Повышение эффективности машин и вибрационные процессы в строительстве /ЯПИ.-Ярославль, 1989.-6 с.

25. Kobzov D.Y., Martynenko O.P., Gubanov V.G. There must be no alternative to the right choice of diagnostic parameters. Proceedings of the 2nd International Machinery Monitoring Diagnostics Conference Exhibit /Los Angeles, CA, USA, 1990.

10.22-25. pp. 7.

26. Кобзов Д.Ю. Критерий выбора гидроцилиндров гидромеханических передач//Совершенствование рабочих процессов строительных и дорожных машин/ИПИ. - Иркутск, 1991.-8 с.

27. Кобзов Д.Ю. К вопросу о возможности создания гидроцилиндров повышенных типоразмеров. Деп. БрИИ в МАШМИР № 49-сд92 от 10.12.92 г.- 14 с.

28. Кобзов Д.Ю., Хютте В.И. Оценка деформации штока и корпуса гидроцилиндра. Деп. БрИИ в МАШМИР № 52-сд92 от 10.11.92 г.- 11 с.

29. Кобзов Д.Ю., Сергеев А.П. Анализ критериев оценки герметичности гидроцилиндров строительных машин. Деп. БрИИ в МАШМИР № 53-сд92 от 30.11. г.-42 с.

30. Кобзов Д.Ю., Свиридо И.В. Диалектическое описание эволюции технических объектов. Деп. БрИИ в МАШМИР № 9-сд94, 1994.-12 с.

31. Dmitriy Yu. Kobzov, Svetlana V. Kobzova. Some aspects of dialectical approach to the insight into engineering objects evolution. Proceedings of the International conference on Advanced Equipment of Materials Handling TEMH`94/ Shanghai, China, 1994.10.25-27. pp. 7.

32. Кобзов Д.Ю., Свиридо И.В., Губанов В.Г. Условия эксплуатации и некоторые важные особенности рабочего процесса гидроцилиндров дорожных и строительных машин. Деп. БрИИ в МАШМИР № 15- сд94, 1995.-37 с.

33. Сергеев А.П., Кобзов Д.Ю. Определение уровней варьирования факторов, исследуемых при испытаниях уплотнителей гидроцилиндров. Деп. БрИИ в МАШМИР № 4-сд95, 1995.-6 с.

34. Сергеев А.П., Кобзов Д.Ю. Обработка и статистический анализ результатов экспериментальных исследований уплотнителей гидроцилиндров. Деп. БрИИ в МАШМИР № 5-сд95, 1995.-10 с.

35. Сергеев А.П., Кобзов Д.Ю. Оценка соответствия режимов испытаний уплотнительных узлов гидроцилиндров условиям их эксплуатации. Деп. БрИИ в МАШМИР № 6-сд95, 1995.-6 с.

36. Сергеев А.П., Кобзов Д.Ю. Экспериментальные исследования влияния на герметичность и ресурс уплотнителей гидроцилиндров экскаваторов одностороннего износа направляющих элементов герметизируемых сопряжений. Деп.

БрИИ в МАШМИР № 7-сд95, 1995.-20 с.

37. Сергеев А.П., Кобзов Д.Ю. Математическое планирование экспериментальных исследований уплотнителей гидроцилиндров. Деп. БрИИ в МАШМИР № 8сд95, 1995.-10 с.

38. Кобзов Д.Ю. Некоторые закономерности совершенствования технических объектов//Строительные и дорожные машины и их использование в современных условиях /СПбГТУ. – С.-Пб., 1995.-3 с.

39. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А. Об оптимальном выборе формы поперечного сечения штока гидроцилиндра//Строительные и дорожные машины и их использование в современных условиях /СПбГТУ. – С.-Пб.,1995.-1 с.

40. Dmitriy Yu. Kobzov, Svetlana V. Kobzova. Some development generalities of the real and perspective technical objects/Hydraulics Pneumatics Seals.China,1997, №1.

pp. 2.

41. Dmitriy Yu. Kobzov, Svetlana V. Kobzova. Hydraulic system for the high power hydraulic cylinder. Proceedings of the 2nd International Conference on Material Handling and the 15th International Conference on Automation in Warehousing ICMH/ CAW`97 /Beijing, China, 1997. 10. 20-22. pp. 1.

42. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А. Некоторые замечательные кривые и их применение в машиностроении//Проблемы механики современных машин/ВСГТУ.-УланУдэ, 2000.- 3 с.

43. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А., Бороздин О.П. Об одной математической модели поперечного сечения стержня//Математическое моделирование в образовании, науке и производстве: материалы международной научно-практической конференции/Тирасполь: РИО ПГУ, 2001.-2 с.

44. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А., Лханаг Д. Об одной математической модели поперечного сечения стержня//Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ: Межвуз. темат. Сб. тр. Вып.7/ СПбГАСУ.-СПб., 2001.-7 с.

45. Кобзов Д.Ю., Китаев А.С. Анализ методов диагностирования гидроцилиндров дорожных и строительных машин по параметрам герметичности// Механики XXI веку. Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием: Сборник докладов/Братск: БрГТУ, 2002.-6 с.

46. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А. Некоторые частные случаи кривых, описываемых уравнением Y= b[(x/a)0,5-(x/a)]0,5//Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ: Межвуз. темат. Сб. тр. Вып.8/ СПбГАСУ/СПб., 2002.-5 с.

47. Кобзов Д.Ю., Кубасов Е.Б., Плешивцева С.В., Черезов С.А. Граф причинноследственных связей эволюции параметров гидроцилиндров//Механики XXI веку.

Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием:

Сборник докладов/Братск: БрГУ, 2005.-4 с.

48. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Черезов С.А. Математическая модель гидрофицированного привода поворота ковша одноковшового экскаватора//Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ:

Межвуз. темат. Сб. тр. Вып.12/ СПбГАСУ/СПб., 2006.-7 с.

49. Кобзов Д.Ю., Плешивцева С.В., Жмуров В.В. Математическая модель несущей способности гидроцилиндров машин//Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ: Межвуз. темат. Сб. тр. Вып.12/ СПбГАСУ/СПб., 2006.-4 с.

50. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Плешивцева С.В. Образование эксцентриситета на цапфе гидроцилиндра//Роль механики в создании эффективных материалов, конструкций и машин XXI века/Всероссийская научно-техническая конференция:

Труды – Омск: СибАДИ, 2006-4 с.

51. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В. Некоторые закономерности диалектического описания эволюции существующих и перспективных технических объектов//Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии/Материалы международной научно-технической конференции. Часть 2. Могилв: Бел.-Рос. Ун-т, 2006.-2 с.

52. Кобзов Д.Ю., Черезов С.А., Першин С.А. Следящая опора гидроцилиндра//Нынешнее состояние, проблемы и перспективы развития металлургии, машиностроения/Материалы I международной научно- практической конференции.

Улан-Батор: Инженерно- механический институт МГУНТ, 2006.-2 с.

53. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Усова С.В., Черезов С.А., Лханаг Д. Модернизация конструкции привода рабочего оборудования одноковшовых гидрофицированных машин//Труды Братского государственного университета: Серия Естественные и инженерные науки – развитию регионов Сибири. - В 2 т. - Том 2./Братск:

ГОУ ВПО «БрГУ». - 2008.-14 с.

54. D. Yu. Kobzov, D. Lkhanag, D. Deleg, V. A. Tarasov. On selecting the optimum form of the hydraulic cylinder rod cross-section//Metallurgy and machinebuilding/Ulaanbaatar: MUST, 2008. - №1. С. 50-53.

55. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А., Плешивцева С.В. Гидроцилиндр//Изобретатели – машиностроению. - 2009. - №1. - С. 14-16.

56. Кобзов Д.Ю., Усова С.В., Фурзанов С.Ю. Система диагностирования гидроцилиндра по параметрам несущей способности//Проблемы механики современных машин: Материалы четвертой международной конференции/ВСГТУ.-Улан-Удэ, 2009-Т.4.-3 с.

57. Кобзов Д.Ю., Кулаков А.Ю., Усова С.В. Конструкция гидрофицированного привода поворота ковша одноковшовой машины//Актуальные проблемы науки: сб.

науч. Тр. по мат-лам Междунар. Науч.-практ. конф. 30 мая 2011 г.: в 4 частях.

Часть 1; М-во обр. и науки РФ. Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2011.-2 с.

58. Кобзов Д.Ю., Кобзова И.О., Липецкий В.И. Оценка характеристик направляющих гидроцилиндра с шариками//Труды Братского государственного университета: Сер.: Естественные и инженерные науки – развитию регионов Сибири: в т./Братск: Изд-во БрГУ, 2011. – Т.2.-7 с.

59. Кобзов Д.Ю., Кобзова И.О., Лханаг Д. О геометрических характеристиках направляющих качения гидроцилиндров//Механики XXI веку. Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием: Сборник докладов/Братск: БрГУ, 2011.-8 с.

60. Кобзов Д.Ю., Ереско С.П., Лханаг Д., Дэлэг Д., Тарасов В.A. «Optimum form of the hydraulic cylinder rod cross-section» Материалы международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2011».- Могилев, Белорус.Рос. Ун-т, 2011. С. 106-109.

- авторские свидетельства СССР и патенты РФ:

1. Гидросистема. А. с. СССР №1386758 от 08.12.87. Алексеенко П.Д., Кобзов Д.Ю., Решетников Л.Л., Сергеев А.П.

2. Гидроцилиндр. А. с. СССР №1465640 от 15.11.88. Алексеенко П.Д.. Кобзов Д.Ю., Адаменко П.Д., Решетников Л.Л.

3. Способ измерения зазоров. А. с. СССР №1467374 от 15.11.88. Алексеенко П.Д., Кобзов Д.Ю., Губанов В.Г., Сергеев А.П.

4. Способ определения утечек через штоковые уплотнительные узлы гидроцилиндров. А. с. СССР №1585699 от 15.04.90. Кобзов Д.Ю., Калашников Л.А., Губанов В.Г., Сергеев А.П.

5. Гидроцилиндр. А. с. СССР №1682646 от 08.06.91. Кобзов Д.Ю., Рукавишников В.А., Сергеев А.П., Войткевич В.Б., Губанов В.Г., Липецкий И.А., Соколов Ю.Н.

6. Гидросистема. А. с. СССР № 1735620 от 22.01.92. Кобзов Д.Ю., Хютте В.И., Губанов В.Г., Калашников Л.А., Тарасов В.А., Крохичев А.С.

7. Гидроцилиндр. А. с. СССР №1807255 от 10.10.92. Кобзов Д.Ю., Сергеев А.П., Губанов В.Г., Войткевич В.Б., Кобзов А.Ю., Тигунцев А.М., Тарасов В.А., Осминкин О.К.

8. Гидроцилиндр. А. с. СССР №1807256 от 10.10.92. Кобзов Д.Ю., Рукавишников В.А., Сергеев А.П., Губанов В.Г., Войткевич В.Б., Липецкий И.А., Соколов Ю.Н.

9. Гидросистема. Патент РФ №2046893 от 27.10.95. Кобзов Д.Ю.

10. Гидросистема. Патент РФ №2050479 от 20.12.95. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А., Кобзов А.Ю.

11. Гидрофицированный привод поворота ковша землеройной машины. Патент РФ №2059766 от 10.05.96. Кобзов Д.Ю.

12. Гидроцилиндр. Патент РФ №2019752 от 27.01.97. Синицын Б.М., Кобзов Д.Ю., Синицын А.Б.

13. Гидроцилиндр. Патент РФ №2072455 от 20.05.97. Кобзов Д.Ю., Тарпасов В.А., Свиридо И.В.

14. Гидросистема. Патент РФ №2100665 от 27.12.97. Кобзов Д.Ю., Хютте В.И., Кобзов А.Ю.

15. Способ измерения зазоров. Патент РФ №2130585 от 20.05.99. Кобзов Д.Ю., Сергеев А.П., Трофимов А.А.

16. Стенд для ресурсных испытаний гидроцилиндров. Патент РФ №2168074 от 04.06.99. Кобзов Д.Ю., Трофимов А.А., Тарасов В.А., Головатюк В.В.

17. Способ испытания гидроцилиндров на герметичность. Патент РФ № от 20.07.99. Кобзов Д.Ю., Трофимов А.А.

18. Шток гидроцилиндра. Патент РФ №2133395 от 10.10.99. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А.

19. Шток гидроцилиндра. Патент РФ №2181452 от 10.04.00. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А.

20. Гидрофицированный привод поворота ковша одноковшовой машины. Патент РФ №2208095 от 19.11.01. Кобзов Д.Ю., Коробка П.Л., Перевощиков Е.А., Жмуров В.В.

21. Гидроцилиндр. Патент РФ №2212570 от 19.11.01. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А., Соколов Ю.Н., Перевощиков Е.А.

22. Гидрофицированный привод поворота ковша одноковшовой машины. Патент №2270298 от 31.05.04. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Ермашонок С.М., Свиридо И.В.

23. Гидроцилиндр. Патент РФ №2272940 от 31.05.04. Кобзов Д.Ю., Тарасов В.А., Плешивцева С.В.

24. Гидроцилиндр. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2010109585/06(013484) от 15.03.2010. Кобзов Д.Ю., Огар П.М., Кобзова И.О.

25. Гидрофицированный привод поворота ковша одноковшовой машины. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2010115720/03(022293) от 20.04.2010. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Кобзова И.О.

26. Гидроцилиндр. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2010130584/06(043356) от 20.07.2010. Кобзов Д.Ю., Жмуров В.В., Кобзова И.О.