CC BY
9
3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК 667.64:678.026 Проф. В.€. Леонов1, д-р техн. наук;
доц. О.1. Скирденко2, канд. техн. наук
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ МАГН1ТНОГО ОБРОБЛЕННЯ 1НСТРУМЕНТАЛЬНИХ МАТЕР1АЛ1В НА IX ПИТОМИЙ ЕЛЕКТРООП1Р
Наведено результати експериментального дослiдження питомого електроопору зразюв iнструментальних сталей, якi пiддавали обробленню в магнiтному полi. Вста-новлено, що 1х питомий електроопiр змшюеться як залежно вiд часу 1х витримки у полi соленоща, так i вiд часу пiсля оброблення.
Ключовi слова: електроошр, соленощ, шструментальш сталi.
Постановка задач1. Останнiм часом у машино- i верстатобудуваннi штенсивно розвиваються новi методи модифiкування матерiалiв та шстру-ментiв з метою тдвищення 1х експлуатацiйних характеристик. У плат роз-витку нових енерго- та ресурсоощадних технологш актуальним е використан-ня оброблення iнструментiв зовшшшми енергетичними полями. Особливе мiсце у цьому аспект займае магштне оброблення, яке забезпечуе збшьшен-ня мiжремонтного ресурсу експлуатацп технологiчного устаткування. При цьому важливим, з наукового i практичного погляду, е проведення досль джень з метою визначення впливу магштного оброблення iнструментальних матерiалiв на 1х питомий електроопiр [1-3]. На наш погляд, такi результати експерименту дають змогу прогнозовано керувати властивостями шструмен-тiв не лише тд час 1х формування, але й експлуатацп у критичних умовах.
Мета роботи - дослщити вплив магштного оброблення шструмен-тальних матерiалiв на 1х питомий електроопiр.
Матер1али i методика експерименту. З метою встановлення змши властивостей iнструментальних матерiалiв тсля магнiтного оброблення, вив-чали 11 вплив на електроошр зразюв. Електроошр вимiрювали за двохзондо-вою схемою пристрою, яку наведено на рис. 1.
На схемi введено такi позначення: 1 - блок живлення (стабЫзатор струму В5-43), 2 - зразковий отр (Р-310; 0,001 Ом), 3 - цифровий ампервольтметр (Р-386) з щною розподiлу 10-4 В, 4 - дослщжуваний зразок iнстру-ментально1 стал1 Для усунення рiзноманiтних наведень отр уах зразкiв ви-мiрювали за двох напрямюв струму. Магнiтне оброблення зразюв проводили у спещально сконструйованш установцi з багатосекцiйним солено1дом, що працюе на постшному струмi (рис. 2.). Живлення установки здшснювали за допомогою двох автотрансформаторiв, що дають змогу плавно змшювати
1 Херсонська державна морська академ1я;
2 Херсонського державного утверситету
напругу струму у iнтервалi 0...400 В. Вбудоване в установку реле часу дае змогу змiнювати тривалiсть магнiтного оброблення зразюв.
Рис. 1. Схема для вимр електроопору Рис. 2. Загальний вигляд магттно1 зразюв установки "1мпульс - 0,65Т"
Опис результат1в. Для проведення зазначених дослщжень i встанов-лення змти електроопору зразюв пiд дiею магнiтного поля у чаш, вимiри проводили на двох париях зразюв зi швидкорiзальноl сталi Р6М5. Перша партiя складалася з вихщних зразюв, якi не тддавали загартуванню, а друга -iз загартованих зразкiв. Перед магнiтним обробленням на зразках вимiрюва-ли електроотр. Значення питомого електроопору уше1 партн зразкiв (12 зраз-кiв) були близью один до одного i становили р = 7,7-10-7 Ом-м.
Пiсля цього три зразки з кожно1 партн пiддавали магнiтному оброб-ленню тривалiстю т = 1, 2, 3, 3,57 с (всього 12 зразюв) у жш з шдукщею В = 0,56 Тл проводили вимiрювання 1х питомого електроопору. Експеримен-тально встановлено, що стутнь зниження опору помiтно залежав вщ трива-лостi намагнiчування. Зокрема, тд час оброблення зразкiв упродовж часу т = 1 с значення питомого електроопору зразюв зменшувались на 20-25 % i ста-новили р = (5,5...5,8)-10-7 Ом •м. Пiсля оброблення зразюв у магштному полi упродовж часу т = 3 с 1х питомий електроотр знижувався лише на 10.13 %, набуваючи значення р = (6,8...7,0)-10-7 Ом-м.
Аналопчт вимiри були проведенi також зi зразками друго1 партн. При цьому ефект зменшення пiд дiею магттного поля виявився менш вираженим (не бшьше 5.7 % вiд початкового значення). У табл. 1. наведено опосередко-ваш значення опору вихщних i оброблених у магнiтному полi зразкiв з неза-гартовано1 i загартовано1 сталi Р6М5 за рiзних iнтервалiв часу оброблення.
Табл. Залежшсть опору струму загартованих i незагартованих зразюв зi сталi
Р6М5 вид часу магштного оброблення
I партая (незагартоват) II партая (загартоват)
Тривалють оброблення, с рх10-/, Ом-м (до оброб-лення) рх10-7, Ом-м (тсля оброблення) Тривалють оброблення, с рх10-7, Ом-м (до оброблення) рх10-7, Ом-м (тсля оброблення)
1 5,024 3,457 1 7,132 6,640
2 5,011 3,477 2 7,015 6,674
3 5,014 3,525 3 7,211 6,821
3,57 4,998 3,489 3,57 7,142 6,815
На наступному етат дослiдження була поставлена задача встановлен-ня залежностi питомого опору шструментальних сталей марок Р6М5, Е11б1, Х6ВФ, 5ХВ2С, Х12М1 i Х12Ф1 вщ магнiтного оброблення зразкiв з незагар-товано! i загартовано! сталь З щею метою були приготоваш цилiндричнi зраз-ки дослiджуваних матерiалiв дiаметром ё = 6.. .7 мм i довжиною до I = 45 мм. Електроотр вимiрювали за наведеною вище методикою. Однак, на цих зраз-ках з метою одержання бшьшого сигналу спаду напруги потенцшш мiднi зонди заклинювали у спещальш отвори дiаметром ё = 0,5 мм, розташоваш на вщсташ I = 3...4 мм вщ торцiв зразкiв. Для здiйснення паралельносп лiнiй струму через зразок, останнш затискали у спецiально сконструйовану струбцину зi свинцевими наконечниками для забезпечення надшного контакту з торцями зразка. У дослщженш додатково було поставлено задачу встанов-лення тимчасово! залежностi питомого електроопору вiд часу витримки зраз-кiв пiсля !х магнiтного оброблення.
Аналiз проведених дослщжень показуе, що магнiтне оброблення неза-гартованих зразкiв з Р6М5, Е1161 i Х12М1 призводить до зменшення питомого опору, у зразюв зi сталей Х6ВФ, 5ХВ2С магштне оброблення не впливае на величину р, а оброблення магнiтним полем зразюв зi сталi Х12Ф1 забезпе-чуе зростання значень !х питомого опору. Зменшення питомого опору тсля оброблення загартованих зразкiв спостерiгаеться для сталей Р6М5, Е1161, 5ХВ2С i, особливо, помiтне для сплаву Х12Ф1. Як приклад, на рис. 3 наведено графжи змши питомого опору тд час дослщження зразкiв зi сталi Х12М1.
0 24 48 72 т, год
Рис. 3. Змта питомого опору з часом тсля магттного оброблення сталi Х12М1
Аналiзуючи проведет дослщження можна зазначити, що значення опору у Bcix незагартованих стальних зразках, OKpiM сталi Р6М5, у першi 24 год знижуеться, а через 96 год - зростае, перевершуючи значення питомо-го опору безпосередньо тсля намагнiчування. Для швидкорiзальноl сталi Р6М5 пiсля впливу магттного поля питомий електроопiр збiльшуeться i через 96 год досягае значень, характерних для необроблених зразюв.
Особливий практичний iнтерес становить часова залежтсть р = р(т) сталей Р6М5 i Е1161. У них яскраво виражене зменшення р у першi 24 год з подальшим незначним збiльшенням питомого опору зразюв. Таку ж залеж-нiсть уподовж 24 год спостертали i для сталей 5ХВ2С i Х12М1. Однак у зразюв зi сталi 5ХВ2С пiсля 96 год витримки показники питомого опору iстотно збшьшуються i досягають бiльших значень, тж для вихiдних матерiалiв.
Варто припустити, що зменшення величини питомого електроопору в рiзних тструментальних сталей пiд дiею магнiтного оброблення спричинюе i змiну величини термо-ЕРС, що позначиться на змш теплового балансу, а са-ме - зменшення юлькосп тепла на шструменл приведе до пiдвищення його стшкосп.
Висновки. У роботi наведено результати експериментального досль дження питомого електроопору зразюв тструментальних вихвдних i загарто-ваних сталей, якi пiддавали обробленню у магнiтному полi. Встановлено, що 1х питомий електроопiр змiнюеться як залежно вiд часу 1х витримки у полi со-лено1да, так i вiд часу пiсля оброблення. Встановлено, що внаслщок оброблення зразюв упродовж часу т = 1 с значення питомого електроопору зразюв зменшувались на 20-25 % i становили р = (5,5...5,8)-10-7 Ом-м. Пiсля оброблення зразюв у магттному полi упродовж часу т = 3 с 1х питомий електроотр знижувався лише на 10.13 %, набуваючи значення р = (6,8...7,0)-10-7 Ом-м.
Л1тература
1. Постников С.Н. Некоторые физические аспекты магнитной обработки инструмента / С.Н. Постников, А.Ф. Годлина, В.Н. Тараканов // Вопросы электрификации трения и обработки резанием : сб. научн. тр. - Горький. - 1974. - Т. 30, вып. 4. - С. 27-35.
2. Третьяков И.Г. Влияние магнитного поля на физико-химические свойства авиационных топлив / И.Г. Третьяков, В.А. Баленко // Электронная обработка материалов : научно-технический журнал. - Кишинев. - 1990. - № 1. - С. 28-29.
3. Уваров В.А. Магнитная обработка в судостроении и ремонте / В.А. Уваров // Четвертая научно-технический семинар с международным участием по не конвенциональной технологии в машиностроении АМО. - Ботев-град '89 : Доклади-София, 1990. - Т. 2. - С. 147-150.
Леонов В.Е., Скирденко О.И. Исследование влияния магнитной обработки инструментальных материалов на их удельное электросопротивление
Представлены результаты экспериментального исследования удельного электросопротивления образцов инструментальных сталей, подверженных обработке в магнитном поле. Установлено, что их удельное электросопротивление изменяется как в зависимости от времени их выдержки в поле соленоида, так и от времени после обработки.
Ключевые слова: электросопротивление, соленоид, инструментальные стали.
Leonov V.E., Skirdenko O.I. Investigation of the effect of magnetic treatment of tool materials in their electrical resistivity
The article presents the results of an experimental study of the electrical resistivity of the samples treated tool steels exposed to a magnetic field. It was established that their resistivity varies as a function of time of exposure in the field of the solenoid and on the time elapsed after treatment.
Keywords: electrical resistance, solenoid, tool steel.
УДК 629.114.3 Доц. Р.В. Зшько, канд. техн. наук -
НУ "Львiвська полiтехнiка "
МЕТОДИКА ВИКОРИСТАННЯ ГРАФ1В П1Д ЧАС ДОСЛ1ДЖЕННЯ РОБОТИ МАШИНИ З ГУСЕНИЧНИМ РУШ1СМ
Запропоновано використання графiв для запису роботи трансмюп гусенично! самохщно! машини. Розрахункова схема формуеться на осжга графу структури конструктивно! схеми машини. Далi записують граф структури рiвнiв зв'язгав уза-гальнених координат математично! модели Це дае змогу записати математичну модель вщповщно! складносп залежно вщ поставлених завдань дослщжень.
Ключовг слова: структурш схеми, структурний синтез механiзмiв, графи структури зв'язгав узагальнених координат.
Вступ. Пщ час створення нових зразюв машин доцшьно використову-вати математичш модел1 опису роботи таких машин. Застосування матема-тичних моделей дае змогу ощадливо використовувати ресурси i час - за раху-нок скорочення кiлькостi експериментальних зразюв для перевiрки роботи окремих елеменлв чи агрегатiв нових машин. Проведення комп'ютерного ек-сперименту дае змогу повшше i швидше дослiдити особливосп роботи про-ектовано! машини. Водночас для проведення комп'ютерних експерименпв потрiбнi вiдповiдного рiвня та якостi математичш моделi роботи проектова-них машин.
Анал1з останшх досл1джень. Вiдомi програмнi середовища GT-Power (Gamma Technologies), CRUISE, BOOST (AVL), WAVE (Ricardo). В Росп е розробки, доведенi до комерцiйного виконання: ГМПУЛЬС i ХВИЛЯ (ЦН1-Д1), а також програми серп ДИЗЕЛЬ (МГТУ им. Баумана) [1-4]. Програми ЦН1Д1 на сьогоднi не розвиваються, програма ДИЗЕЛЬ, навпаки, активно удосконалюеться. Конкуруючi мiж собою програми GT-Power, BOOST i WAVE е достатньо досконалими розробленнями: одновимiрнi моделi газообмiну дають змогу розраховувати потж газiв у розгалужених трубопроводах, ощ-нювати нерiвномiрнiсть наповнення за цилшдрами, оптимiзувати фази газо-розподiлу, добирати агрегати турбонаддуву, довстановлювати трубопроводи, прогнозувати рiвень шуму, розраховувати характеристики. Програмне сере-довище CRUISE дае змогу моделювати рiзнi режими руху автомобЫв з рiз-ними конструктивними схемами трансмiсil. Для роботи таких програм достатньо процесора Pentium. Час рахунку одного режиму роботи багатоцилш-дрового двигуна становить приблизно 20-40 хвилин (BOOST). Вартють шста-ляцп програми на одному робочому мющ на 3 роки становить, за рiзними да-ними, вiд 50 до 70 тисяч доларiв США.
Водночас прогамш середовища можуть дослщжувати типовi режими чи процеси. У випадку нових зразкiв технiки знову ж таки потрiбно в них
