CC BY
11
металла смазочного материала. Однако проведенные микрографические исследования показали наличие следов твердой смазки в поверхностном слое металла после УАУО, что подтверждает имеющийся процесс модифицирования твердой смазкой поверхности металла в холодном состоянии. Имеющийся разброс результатов экспериментальных исследований можно объяснить неравномерностью состава абразива в смазочной среде и колебанием физико-механических свойств исследуемых образцов, что наблюдается и при эксплуатации многоцелевых гусеничных и колесных машин.
--л:
I 2 .1 4 5 6 7 Врсиа, ч. 9
Рис.3. Износ образцов "цапфа" при ударно-акустической обработке с предварительным усилием поджатия 50 Н: 1 -обработка по серийной технологии; 2 - УАУО с внедрением МоБ}; 3 - УАУО с внедрением углерода; 4 - УАУО без внедрения смазки; 5 - УАУО с внедрением смеси (50% Мо5г 50% С).
Полученные результаты экспериментальных исследований позволяют сделать следующие выводы:
1. Внедрение дисульфида молибдена и графита как отдельно, так и в составе смеси практического влияния на повышение износостойкости стального образца при
в. м. хаустов
Омский государственный технический университет
УДК 621.7.044.7
В настоящее время для изготовления деталей из тонкостенных трубчатых заготовок используют устройство для деформирования трубчатых заготовок способом раздачи в жесткую матрицу за один переход формообразования, при помощи давления импульсного магнитного поля [I]. Устройство содержит индуктор в виде жесткой нетоко-проводной оправки с навитой на ее поверхность жесткой, электроизолированной токоведущей спиралью и разъемную матрицу.
Однако известное устройство обладает рядом недостатков, заключающихся в невозможности получения относительных степеней деформации более 25-30 %, из-за обрыва материала трубчатой заготовки на участке перехода из недеформированной части трубы в сильфом, так как деформирование происходит при высоких значениях энергии разряда генератора импульсных токов, порядка 100 - 500 кДж. Кроме того, получить качественную поверхность и форму сильфона затруднительно, так как последние требуют последующей операции калибровки.
Известен также индуктор для деформирования трубчатой заготовки энергией импульсного магнитного поля [2],
трении в смазочной среде ЦИАТИМ-206 с абразивом не оказывает.
2. Изменение твердости при увеличении предварительного усилия поджатия не столь существенно и не оказывает значительного повышения износостойкости. Явление снижения износа имеет более сложный характер и связано в большей степени с повышением энергетического уровня поверхностного слоя металла.
Таким образом, в результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что наиболее существенное влияние на повышение износостойкости в абразивной среде стальных деталей оказывает упрочнение поверхностного слоя металла при ударно-акустической упрочняющей обработке. Полученные результаты триботехнических исследований не позволяют сделать однозначных выводов о влиянии при модифицировании поверхностного слоя твердыми смазками (МоЭ2 и С) на износостойкость металлов в смазочной среде при наличии абразива.
Литература
1. Повышение межремонтных сроков эксплуатации многоцелевых гусеничных и колесных машин за счет улучшения триботехнических свойств деталей узлов трения. Научно-технический отчет о НИР. - Омск: ОВТИУ, 1998-77 с.
КУЗНЕЦОВ Эрнест Андреевич, зав. кафедрой технической механики, к.т.н., доцент.
ДЕНИЩЕНКО Алексей Леонидович, доцент кафедры технологии производства.
АППИНГ Гарий Анатольевич, начальник отделения лаборатории кафедры технологии производства.
состоящий из винтовой нетокопроводной пары, образованной полым цилиндром и ступенчатым штоком, в котором имеется осевой канал для подачи жидкости под давлением в тороидальную эластичную нетокопроводную оболочку, одетую на одну из ступеней штока, а токоведущая спираль, электроизолированная эластичным материалом, выполнена с изменяющейся геометрией из высокоэлектропроводного, обладающего высокими упругими свойствами материала и установлена над эластичной нетокопроводной оболочкой, один конец ее жестко связан с цилиндром, а другой - со штоком.
Недостатками данного индуктора является его недолговечность и недостаточная эффективность процесса деформирования из-за интенсивного износа изоляции витков спирали и значительных знакопеременных и динамических нагрузок.
Задачей настоящего технического решения, является повышение эффективности процесса деформирования и долговечности индуктора.
Поставленная задача достигается тем, что индуктор для магнитного импульсного формообразования, с предва-
ИНДУКТОР для
ДЕФОРМИРОВАНИЯ ТРУБЧАТОЙ ОБОЛОЧКИ ИМПУЛЬСАМИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ ПОЗВОЛЯЕТ ЗНАЧИТЕЛЬНО ПОВЫСИТЬ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА ДЕФОРМИРОВАНИЯ ТРУБЧАТОЙ ЗАГОТОВКИ, КПД ИНДУКТОРА РАСШИРИТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОЦЕССА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ТРУБЧАТОЙ ЗАГОТОВКИ.
рительным статическим нагруженном перед началом каждого перехода деформирования, до величины (0,8 - 0,9) от, содержит упругий, эластичный, полый корпус и токоведу-щую спираль с изменяющейся геометрией формы. Полость корпуса индуктора заполнена жидкостью для передачи давления, например, индустриальное масло марки И-12А.
В стенке корпуса индуктора смонтирована токоведу-щая спираль с изменяющейся геометрией формы из материала обладающего высокими упругими и электро-термомеханическими свойствами, например, бериллиевая бронза.
Токоведущая спираль индуктора выполнена в виде спирали имеющей переменное сечение, формирующее образующую спирали, приближенную к форме рифта, получаемого на поверхности трубчатой оболочки.
Изложенная сущность технического решения поясняется чертежом (рис. 1), где показано положение иедуктора, установки и тонкостенной, трубчатой заготовки после первого и перед началом второго (последующего) перехода процесса деформирования кольцевого рифта по разъемной матрице.
Техническое решение для деформирования трубчатых заготовок энергией импульсного магнитного поля содержит разъемную матрицу 1, индуктор, включающий полый корпус 2, из эластичного материала, в частности из уретанового каучука, типа термопласт, с торцевыми крышками 3 из нетокопроводящего материала и токоведущую спираль 4 из материала обладающего высокими упругими и электро-термомеханическими свойствами, например, бериллиевая бронза.
Витки токопроводящей спирали 4 индуктора 2 выполнены в виде плавного, волнистого токопровода формоизме-ненного по образующей, расположенного в стенке индуктора 2 смонтированного в форме винтовой спирали. Витки токопроводящей спирали 4 индуктора 2 электроизолиро-ваны эластичным, неэлектропроводным, обладающим высокими упругими и термомеханическими свойствами, материалом, например, уретановым каучуком типа термопласт.
Полость корпуса индуктора 2 заполнена жидкостью 5 для передачи давления, например индустриальным маслом, марки И-12А, подаваемым по гидромагистрали 6, закрепленной в одной из торцевых крышек 3 из
нетокопроводящего материала. Крышки между собой скреплены стяжными элементами 7. Токоведущая спираль 4 индуктора 2 подсоединена к генератору импульсных токов 8 и коммутирующему устройству 9.
Предлагаемое техническое решение работает следующим образом.
В разъемную матрицу 1 устанавливают трубчатую заготовку 10 с размещенным в ее полости индуктором 2. Затем, в полость корпуса индуктора 2, подают жидкость 5 по гидромагистрали 6. При создании статического давления в жидкости 5 обеспечивается увеличение диаметра витков упругой спирали 4, за счет упругой деформации волнистых участков спирали 4, в радиальном направлении. Обеспечивается постоянное плотное прилегание стенки индуктора 4 к трубчатой заготовке 10 на каждом переходе деформирования импульсами магнитного поля.
При этом осуществляется возможность деформирования различного типа и размеров кольцевых рифтов на поверхности трубчатой заготовки с высокой эффективностью и качеством.
В момент достижения заданного статического давления на эластичные стенки корпуса индуктора 2 и токопро-водную спираль 4, упруго изменяющая свою форму и геометрические размеры под действием давления жидкости 5 увеличивает свой диаметр, устраняя технологический (установочный) зазор между витками 4 индуктора 2 и заготовкой 10.
Технологический (установочный) зазор между витками индуктора 2 и заготовкой 10, ведет к резкому падению деформирующего давления импульсного магнитного поля, более чем на 40% от их величины при отсутствии зазора И-
Давление жидкости 5 обеспечивает постоянное, плотное прилегание стенки индуктора 2 и витков упругой спирали 4 к заготовке 10, в процессе ее постадийного формообразования. При этом, обеспечивается возможность деформирования различного типа и размеров кольцевых рифтов на поверхности трубчатой заготовки 10.
При прохождении импульсного тока по упругой токопроводящей спирали 4 возникают электромагнитные силы, которые деформируют заготовку 10 по матрице 1 до образования кольцевого рифта на первой стадии деформирования. Одновременно под действием давления, создаваемого в жидкости 5, эластичный корпус индуктора 2 совместно со спиралью 4 принимает форму формоизме-нившейся заготовки 10, плотно прилегая к ее внутренней поверхности.
Далее давление в жидкости 5 увеличивают с заданным шагом, к спирали 4 индуктора 2 подают очередной импульс от генератора импульсных токов 8, осуществляется следующая стадия деформирования кольцевого рифта на поверхности трубчатой заготовки.
После окончания процесса деформирования трубчатой оболочки, давление в жидкости 5 доводят до нуля. При этом эластичный корпус индуктора 2 и расположенная в стенке упругая, электропроводная спираль 4, упруго деформируясь, принимают исходную форму, проводят смену трубчатой заготовки и цикл повторяется.
Использование предлагаемого технического решения позволяет значительно повысить эффективность процесса деформирования трубчатой заготовки, КПД индуктора и установки, производительность, долговечность индуктора, расширить технологические возможности процесса формообразования трубчатой заготовки.
Кроме этого, на каждом переходе деформирования происходят качественные изменения в микроструктуре материала, из которого изготовлена заготовка. Эти изменения приводят к повышению в 2 - 4 раза прочностных характеристик изделия и ресурс работы детали.
Диапазоны размерных параметров тонкостенной трубчатой заготовки, с S/D < 0,01 составляет, диаметр заготовки от 0 до требуемой конструктивной величины, в
том числе и длины. Время действия импульса магнитного поля составляет 20-30 мкс, создавая при этом деформирующее давление 15x103 Мн/м2.
Рассматриваемое техническое решение может быть рекомендовано к самому широкому применению, при изготовлении деталей из тонкостенной трубчатой заготовки. В первую очередь в машиностроительной, авиакосмической, химической, атомной промышленностях, на заводах подъемных машин, ПО "Полет", ЗАО ПО "Электроточ-прибор" города Омска.
Литература
1. Патент 3888098 (США). Устройство для электромагнитной формовки. Кл. 72-56/В2026/14., опубл. 10.06.75 г.
2. Свидетельство на полезную, модель № 1975 МКИ4В210 26/14. Индуктор для деформирования трубчатой заготовки энергией импульсного магнитного поля. В.М. Хаусгов, Е.М. Хаустов (Россия). Заявлено 01.03.93. Опубл. 16.04.96 Бюл. №4.
ХАУСТОВ Виктор Михайлович, к.т.н., доцент кафедры сопротивления материалов ОмГТУ.
с. п.
андросов ВИБРОИЗОЛЯЦИЯ ШВЕЙНОЙ
Омский государственный институт сервиса
УДК 687.05:621,8
ПОСТРОЕНА ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВИБРОИЭОЛИРОВАННОИ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ, КОТОРАЯ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА НАЧАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ В МАТРИЧНОЙ ФОРМЕ ПОЗВОЛЯЕТ РАССЧИТАТЬ ЕЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. НА ОСНОВАНИИ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫБРАНЫ ОПТИМАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВИБРОИЗОЛЯЦИИ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ 1022 КЛ.
Применяемые в промышленности швейные машины отечественного и зарубежного производства работают на высоких скоростях до 4000-6000 мин'1. Возникающие при этом вибрации вызывают ускоренный износ деталей, дефекты технологического процесса, шумоизлучение и ухудшение условий труда оператора [1].
Вибрация швейной машины передается промышленному столу, обладающего большой поверхностью излучения шума. Одним из способов снижения шумоизлучения является виброизоляция головки швейной машины 1 резиновыми элементами 2 от стола 3 (рис.1). Анализ применяемой системы виброизоляции показал, что она является неэффективной. Центр тяжести О швейной машины 1 не расположен в плоскости крепления виброизоляторов 2, а его проекция на эту плоскость не совпадает с центром жесткости системы О,. В этом случае колебания по всем шести степеням свободы являются взаимосвязанными. Совпадение одной из собственных частот с частотой
Fz О
0\
м2
-G
i
■///////////////////л//////
У У\а 110 Y X "
£
2',
2' 2 —Ц
Fv-L-
\
2 2'
X
Рис. 1
возмущающей силы вызывает резонансные явления по всем остальным.
В работе предлагается улучшить систему виброзоляции швейной машины, изменив расположение упругих элементов (рис.1.поз.2').
Рассмотрим динамическую модель новой системы виброизоляции швейной машины и определим ее эффективность. Считаем, что головка швейной машины 1, установленная на столе 3 посредством виброизоляторов 2', представляет собой абсолютно твердое тело. Виброизоляторы 2' расположены симметрично относительно оси 01. Колебания швейной машины считаем малыми, а возникающие при этом упругое силы линейными функциями смещений. Демпфирование не учитываем вследствие малости, что допустимо для нерезонансных областей.
При установке швейной машины без перекосов, что возможно при постоянстве жесткости Сг всех виброизоляторов вдоль оси 01, центры тяжести О и жесткости О,' системы располагаются на одной вертикали на расстоянии h друг от друга. При такой схеме виброизоляции поступательные колебания вдоль оси OZ и вращательные колебания относительно ее будут независимыми. Поступательные колебания по горизонтальным осям и вращательные колебания в плоскостях YOZ и Х01 попарно связаны друг с другом.
Возмущающие силы, действующие на швейную машину и приведенные к ее центру тяжести, можно представить обобщенными параметрами: главным вектором сил р и главным моментом м . Проекции главного вектора р и главного момента м на оси координат ОХ, OY, 01 обозначим Fr Fr Мк Мг
Эффективность виброизоляции, исчисляемая в децибелах, оценивается [2]:
BH = 201g|Fo„/Fo
(1)
где Рож {Мож) - сила (момент), действующая на фундамент при установке машины без виброиэоляторов; Я0 (М0) - сила (момент), действующая на фундамент при установке на виброизоляторах.
