CC BY
33
Библиографический список
8. Свойства и применение дисперсных порошков / под род
В.В. Скороходава. — Кирн : Наукова думка, 1980. — 180 с.
1. Хрычиков. В.О. Ультрадисперсные модификаторы для повышения качества отливок / В.Е. Хрьгтиков, В Т. Калинин, В А Крн-вошеев // Литейное производство. - 2007. - Ni 7. - С. 2-5.
2. Еремин, E.I I Применение модифицирования для повышения свойств кольцевых заготовок из азотосодержащих нержавеющих сталей, полученных способом ЦЭШЛ / Е.Н. Еремин // Современная электрометаллургия. - 2006. — №3. — с:. 3—7.
3. Низкотемпературная плазма 12. Плазмохимический синтез ультрадисперсных порошков и их применение д\я модифици • рования металлов и сплавов / B.I I. Сабуров (и др.|. - Новосибирск : Сибирская издательская фирма РАН, 1995. — 344 с.
4. Грег, С.. Синг К. Адсорбция. Удельная поверхность. Пористость/С. Грег, К.Сипг. - М.: Мир, 1984. — 310 с.
5. Миллер,Т.11. Плазмохимический синтез и свойства порош-ков тугоплавких соединений /Т.Н. Миллер// Известия А! 1 СССР. Неорганические материалы - 1979. - Т.15. — Nu4. — С. 557 — 502.
6. Гиосин. ГМ*. Спекание материалов на основе карбида и нитрила кремния/Г.Г.Гноснн//Порошковая металлургия. - 1984. -№9. - С. 19-26.
7. Троицкий, В.Н., РахматуллинА.3.. БересгенкоВ.Н. Темпе-
ратура начала спекания УДП / В.Н. Троицкий, Л.З. Рахматуллнн, П.П. Берестенко// Порошковая металлургия. - 1983. N«1. -
С. 13-15.
ЕРЁМИИ Евгений Николаевич, доктор технических наук, директор машиностроительного института, заведующий кафедрой «Оборудование и технология сварочного производства» Омского государственного технического университета (ОиТСП ОмГТУ). Адрес для переписки: e-mail: [email protected] МИННЕХАНОВ Г изар Нигьматьянович, заместитель директора ООО «НПФ “ЛиКОМ"».
ФИЛИППОВ Юрий Олегович, инженер кафедры ОиТСП ОмГТУ.
МИННЕХАНОВ Руслан Гизарович, младший научный сотрудник кафедры ОиТСП ОмГТУ. ТРЕНИХИН Михаил Викторович, кандидат технических паук, научный сотрудник лаборатории аналитических и физико-химических методов исследования Института проблем переработки углеводородов СО РАН.
Статья поступила в редакцию 30.12.2009 г.
© Е. Н, Ерёмин, Г. 11. Миинсханов, Ю. О. Филиппов,
Р. Г. Миннеханов, М. В. Тренихин
УДК 531.66 (075) Б. Н. СТИХАНОВСКИЙ
В. Р. ЭДИГАРОВ В. В. МАЛЫЙ
Омский государственный технический университет
Омский танковый инженерный институт
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИВОДА ВРАЩАТЕЛЬНО-УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ С РЕКУПЕРАТОРОМ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Рассмотрены результаты исследования привода вращагельно-ударного действия позволяющего накапливать кинетическую энергию нв большом угловом пути разгона инерционных масс с регулируемой частотой и энергией удара, что можно использовать в двух направлениях: для создания устройств гражданского и оборонного значения при испытаниях изделий на ударные и центробежные нагрузки одновременно, а также применять в качестве формирователя ударного импульса в перфораторах, бурильных машинах, механизированных молотках, молотах и т.д. Изучен процесс накопления кинетической энергии деталями привода, разработан математический аппарат и программные средства расчета скорости бойка и его кинетической энергии. Произведена оптимизация конструктивных элементов привода.
Ключевые слова: привод вращательно-ударного действия, кинетическая энергия, рекуператор, ударный импульс, кривошипно-шатунный механизм, инструмент-волновод.
Введение. Повышение качества и надежности машин является необходимым условием технического прогресса. Учитывая номенклатуру выполняемых работ машинами ударного дейс твия в современной строительной отрасли, возникает необходимость в повышении их производительности и качества прежде всего за счет увеличения энергии удара при соблю-
дении других регламентиропанных величин, а также снижения потребляемой энергии и повышения надежности.
Особый интерес представляют ротационные машины ударного и вращательно-ударного действия, способные на большом угловом пути накапливать кинетическую энергию и передавать ее бойку, что
увеличивает энергию единичного удара. В силу ряда причин при создании машин ударного действия подобные конструкции применяются крайне редко.
Исследования данного направления являются актуальными, поскольку при этом решаются задачи создания принципиально новых машин и механизмов ударного действия, позволяющих получить более высокие эксплуатационные характеристики.
Большинство отечественных и зарубежных производителей машин ударного и ударно-вращательного действия совершенствуют конструкцию ударных механизмов, отдавая предпочтение, например, механизмам компрессионно-вакуумного типа в качестве накопителя энергии единичного удара в различных модификациях. Преобразовательный ударный механизм коренных изменений не претерпевает и, как правило, представлен в виде кривошипно-шатунного механизма либо механизма кулачкового типа.
Недостатки, имеющиеся в современных машинах ударною действия, могут быть устранены с помощью рекуператора кинетической энергии, использованном в качестве преобразовательного ударного меха низма. В работе 111 предложена новая конструкция привода вращательно-ударного действия с рекуператором кинетической энергии. Детали привода (зубчатые колеса, инерционные центробежные противовесы, кривошипы) накапливают кинетическую энергию. которая затем преобразуется в ударный импульс и энергию вращения инструмента-волновода.
Цель работы — совершенствование конструкции привода вращательно-ударного действия, оптимизация его конструкции на основе исследования закономерностей формирования ударного импульса, разработка математического аппарата расчета скорости бойка и его кинетической энергии, передаваемой вращающемуся инструменту волноводу, а также программных средств автоматизации расчета основных характеристик привода.
Методика исследования. В качестве объекта исследования была выбрана кинематическая схема привода вращательно-ударного действия (ПВУД) с рекуператором кинетической энергии [ 1).
Исследование привода вращательно-ударного действия базируется на теоретических и экспериментальных исследованиях.
Методика теоретического исследования включала следующие основные этапы:
1. Изучение теоретических аспектов формирования ударного импульса в приводах с рекуператором кинетической энергии. Анализ априорной информации.
2. Разрабо тка методики расчета элементов конструкции привода вращательно-ударного действия с рекуператором кинетической энергии.
3. Установление корреляционной взаимосвязи факторов, влияющих на процесс формирования ударного импульса.
Л. Разработка методики расчета скорости бойка привода ударного вращательною действия с рекуператором кинетической энергии и его энергии, »а основе уравнения баланса энергии.
Методика экспериментального исследования ПВУД состояла из следующих этапов:
1. Оценка работоспособности изготовленной модели ПВУД.
2. Экспериментальная оценка скорости бойка на различных режимах работы привода двумя методами (методом съемки высокоскоростной кинограммы и с помощью специально разработанного датчика ско-
рости) и сравнение полученных результа тов с расче тными значениями.
3. Экспериментальная оценка энергии бойка на различных режимах работы привода с помощью специально разработанного датчика ударной скорости бойка и сравнение полученных результатов с расчетными значениями.
4. Экспериментальная и сравнительная оценка производительности привода вращательно-ударного действия различным инструментом в различных средах.
Анализ работы и построение модели привода осуществлялись с помощью компьютерной программы Solid, внешний вид изготовленной модели представлен на рис. 1.
Результаты эксперимента и их обсуждение. Привод вращательно-ударного действия состоит из механизма преобразования вращательного действия в поступательное, выполненного в виде дифференциала и кривошипно-шатунного узла, редуктора, инструмента-волновода, соединенного с валом двигателя через редуктор, бойка, находящегося в направляющей на одной оси с инструментом-волноводом, кривошипно-шатунный узел выполнен в виде рекуператора кинетической энергии, связанного с дифференциалом посредством валов кривошипов, шарнирно соединенных шатунами с бойком через пружину, а на концах кривошипов расположены инерционные массы и их противовесы, при этом на оси вала двигателя установлена обгонная муфта.
Привод (рис. 2) содержит двигатель /, с валом которого соединена упругая муфта 2. с другой стороны муфты 2 на одной оси с валом двигателя расположены шестеренка 3и обгонная муфта 10. Колеса3,4, 5» 6 образуют, например, двухступенчатый редуктор, исполнительным механизмом которого является инструмент-волновод 16, соединенный с колесом 6 через скользящую шпонку 17.
Колесо 7 зацеплено с колесом 8, посаженным на трубчатый вал, внутри которого расположен вал от муфты 2 до конического колеса дифференциала 9, имеющего два вала кривошипов, на концах последних расположены инерционные массы 1I и их противовесы 12, кривошипы шарнирно соединены шатунами 13 с пружиной (стальной или пневматической, или другим упругим элементом) 14 и бойком 15, находящимся в направляющей по одной оси с инструментом-волноводом 16.
Принцип действия привода вращательно-вращательного действия с рекуператором кинетической энергии: поддействием центробежных сил от угловой скорости корпуса дифференциала инерционные массы резко увеличивают свои скорости — это им позволяет обгонная муфта. Сила удара увеличивается за счет увеличения скорости удара бойка при постоянной частоте вращения приводного вала. Накопление кинетической энергии происходит за счет увеличения угловой скорости инерционных масс и противовесов, а также других деталей привода зубчатых колес, кривошипов. Посредством кривошипно-ша-■тунного механизма накопленная энергия передается бойку и далее — инструменту-волноводу. Во время рабочего процесса накопления и передачи кинетической энергии бойку силами трения, тяжести, сопротивления и др. можно пренебречь, поскольку сила улара бойка в несколько порядков больше других сил.
Кинематическая схема привода вращательноударного действия представлена на рис. 3, основными элементами которой являются зубчатые колеса, имеющие число зубьев 2‘,боек, массой mt, грузы и противовесы массой т.
Рис. 1. Экспериментальная установка для исследования привода вращательно-ударного действия
с рекуператором кинетической энергии: а) конструктивные параметры; б) общин вид (1 - ПВУД, 2 - основание, 3 - приводной электродвигатель)
Рис. 2. Кинематическая схема привода вращательно-ударного действия
Инерционные массы имеют радиус вращения относительно оси ОХ Я, и угловую скорость (о,, относительно оси ОУ имеют радиус вращения R и угловую скоростью . Боек совершает возвратно-поступательные движения со скоростью V.
Работу ПВУД можно описать, составив уравнение баланса энергий. При составлении уравнения баланса nunpi ии были приняты следующие допущения: ВО время рабочего процесса накопления и передачи кинетической энергии инерциошппгх масс бойку силами трения, сопротивления, тяжести и т.д. можно пренебречь, поскольку сила удара на несколько порядков больше других сил. Рабочий цикл разбивается на две основные фазы (рис. 4):
1) скорость бой ка при \/=0, когда кривошипы займут положение (рис. 46);
2) скорость бойка будет иметь максимальное значение (V— шах), при положении кривошипов, (рис. 4а).
Составление уравнения баланса энергий привода сводится к расчету кинетической энергии, сообщенной бойку при скорости бойка, равной нулю, и при скорости бойка, равной максимальному значению.
При скорости бойка У=0 (в момент, когда инерци-опные массы 11 и противовесы 12, будут находиться в плоскости ОХУ/ кинетическая энергия бойка определяется из теоремы Кенига (1.2):
Е = ~4т (и1-&+^-$) + ^прГ<о1+Т ". (1)
где */пр1 — приведенный момент инерции привода но кинетической энергии, Т — крутящий момент приводного электродвигателя.
В момент времени, когда скорость бойка будет максимальной, У^тах, (инерционные массы займуг положение перпендикулярно ОХУ), кинетическую энергию бойка найдем по формуле
Е = ~ -4т■(V2 + о)?, (И; + Я2)) +1 ту2 + 1 ^ а>?,. (2) Уравнение баланса энергий ПВУД примет вид:
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТНИК Н» 1 <*7) 2010
о
Рис. 3. Моделі. ПУВД с рекуператором кинетической энергии - кинематика привода
Рис. 4. Положение инерционных масс и противовесов: а - при V— шах. б - при
= 1 4т-[у2 + с^|(К2 + К2|)+-т,^г4 './„....а»?
п;».І 11
(3)
Таким образом, уравнение баланса энергий привода (3) основывается на фундаментальной теореме об изменении кинетической энергии, включает в себя все основные элементы исследуемого привода.
Используя уравнение (3), можно рассчитать значения любого параметра привода с рекуператором кинетической энергии на ЭВМ.
Из соотношения (3| выразим максимальную скорость удара бойка как наиболее значимого фактора, влияющего на энергию удара:
4т(^ К2 + ^%) + ЗпрЛо>1 + Т* -
Ат + т,
(4)
При работе привода скорость бойка будет изменяться от У=тах до V— 0 в зависимости от угла поворота инерционных масс относительно корпуса дифференциала и будет определя ться но формуле
V—V 8ІПф ,
(5)
где Уы — максимальная скорость бойка, ф — угол поворота инерционных масс относительно корпуса дифференциала (3].
Средняя угловая скорость кривошипа с массами //и 12 в период разгона бойка /5 примерно равна [2]
<°ср =
2Я
(6)
Далее произведем расчет угловой скорости звеньев и моментов инерций вращающихся масс. Угловая скорость корпуса дифференциала определяется из формулы
Ю, - рад/сск.
4 ' ¿Й
(7)
где О)0 — угловая скорос ть входного вала рад/сек; 1У 7^, Zв — количество зубьев зубчатых колес.
При этом противовесы приобретают угловую ско-
2
рость относительно оси ОУ, равную гоу = — (сои - со,)
Zy
рад/сек, где — число зубьев зубчатых колес по оси ОХ. 2 — число зубьев зубчатых колес по оси ОУ.
Угловую скорость о),, колеса 8 можно определить, используя формулу (1). где ./11р2 — приведенный момент инерции привода, рассчитаем по формуле
¿А ' ¿В
(8)
где./ — момент инерции всех вращающихся частей на одном вале с двигателем; Л, — моменты инерции зубчатых колес 3—8, л2х — количество зубьев соответствующих колес; Т - момен т вращения на вале приводного двигателя, определяется по формуле
т Р о
I = —, где Р — мощность приводного двигателя.
Момент инерции зубчатых колес привода массой ш и радиуса «определяется интегралом [3|
V Анализ кинематической системы, работы ПУВД и сое миленнс ураккемин баланса энергий
1 -----► Характеристики ПУВД
Расчетные параметры ПУВД
Нъгллнов*** параметра
¡0бОЭм*<е~1<* ; Зн«чепи« I
Упади* схлсоет* ьхламэго вам. рае/е«* «0 500
Масс* боБкде сбор«. *г «1 0.15
Массе гр>рое и противовесов. *.г я 0-3
Масса э$6гпого колеса 3. кг м3 0.03
Млсса того колеса 4. кг шЛ 0.4
Масса злотого колеса 5. кг об 0,03
Месса эу5чзтос-о колеса 6, кг 04 1
Месса зубчатого колеса 7. кг •* 0.38
м*ее* Зу5ч*с*0 колес4 8. <1 ¡0.07
Месса корпусе Аив^ереициапл. кг 0.52
Месса ойгоиной муфт ы. кг тШ 0.18 !.
Масса *11 006
Массатраеедеы.*/ ■12 0Я4
3,б1ят ое мпко 3 23 1(1
У^непсе КОЛКО 4 гл 107
глл^п ^ 74 «я
Г---17.142857?« «V».
У, - -Щ% - ЩШГ у, -.1^/? - (оиюммю у, -1“ ¡о.осоЬо21б 2 2 2
і.-І^-Імоюадо Л-1^-йдвомй5 у8 -- [ШсойГ
у, 4 -ряййтг1, ~\чА -I®*»»
тл ¿охт Кц =»0Л14
тл *0672 а -0Л75
Цот С =¡0.036
у -І^-ІО 00025000
/ «¡0.1
У= У, 4 ^0+ У,» 7,* 44 У. =|0Д»7аямя
№ * 4 * ЛХ^)1 • 1 Лф^)1 - (©яви
Рис. 5. Часть рабочего окно программы
З, - |г2гіш - |г3(1г - 1 тЯ2.
І? (( 2
(9)
Корпус дифференциала 9 (риг. 2) можно представить как совокупность отдельных элементов — прямоугольника со сторонами и, Ь, с, массой т и полого цилиндра массой/и,, внешним радиусом /?, внутренним радиусом г7 и массой т.,. Тогда момент инерции корпуса дифференциала, найдем по формуле
Л* = —•а"С-' ■ + \1 («Л2 - ад7). (10)
Приведенный момент инерции привода по кинетической энергии найдем по формуле
+ J .1 ^1.^5
° 1А 2Л
(Н)
гдо./, - момент инерции зубчатых колес; ./ момент инерции всех вращающихся частей на одном вале с двигателем
У У,+ У,„+ УА.+ Уч+ ул+ у_
(12)
Далее расчет скорости бойка привода ударного вращательного действия проведем по ранее выведенной формуле (4).
Средняя частота ударов бойка в секунду будет равняться:
со
Лу = —*- ■ г 2п
(13)
С целыо расчета максимальной скорости бойка с использованием ЭВМ разработана электронная программа.
Программа реализована в среде Ое1рЫ. Имеет простой и понятный пользовательский интерфейс (рис. 5).
Разработанная методика расчета максимальной скорости бойка позволяет рассчита ть параметры всех основных фактороп, влияющих па скорость удара бойка, а также установить их корреляцию. Результаты расчетов представлены на рис. 6.
Используя предложенную методику расчета основных характеристик проектируемого привода, с помощью ЭВМ была установлена зависимость энергии удара бойка от мощности приводного двигателя при различной массе бойка. Исходя из размеров проектируемого привода ударного вращательного действия, масса бойка может быть изменена в пределах отО.15 до 0.4 кг, мощность приводного электродвигателя может составлять от 300 до 800 Вт. Результаты расчетов представлены нарис. 7.
Зависимость энергии удара от частоты удара при различной мощности приводного двигателя Р—350 Вт, и Р = 800 Вт представлена на рис. 8.
С целью проверки адекватности выдвинутой ма тематической модели параметров привода вращательно-ударного действия, оптимизации его конструкции проводились натурные испытания привода.
Для сокращения объема экспериментальных ис следований привода ударного вращательного действия с рекуператором кинетической энергии использовали метод математического планирования эксперимента (4,5].
После расчета всех коэффициентов уравнение регрессии имеет вид:
У= 4,73 —0,37Х, -0,43Х;( + 2.48Х,+
+ 0,27Х12 - 0,19ХП + 0,12Х.а + 0,18ХШ. (14)
Полученное уравнение проверяли на адекв*пюсть.
После приведения уравнения к виду с натуральными значениями факторов оно имеет вид:
У= 2,21 - 0,79т, - 1 .Обгл^ + 77.3Л + 0.51 ш, тг -
— 71,6т,/?+ 13.3т2К+ 100т,т,/?, (15)
где т, — масса бойка. кг;лц — масса противовесов и грузов, кг; Я - радиус вращения инерционных масс и грузов относи тельно оси ОУ, м.
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 «Л 2010
40 60 80 ІОО 120 140 «°о. рил'сек
0,11 0.12 0,13 0,14 0.15 0.16 0.17
0*1 0.2 53 0,4 ' гп, кг
0,02 0,03 0,04 0,05 К, м
0,03 0,04 0,05 0,06 &і. м
Рис. б. Зависимость расчетной скорости бойка от:
I — угловой скорости приводного двигателя, 2 - массы бойка, 3 - массы грузов и противовесов,
4 - радиуса вращения инерционных масс относительно оси ОУ,
5 - радиуса вращения инерционных масс относительно оси ОХ
Рис. 7. Расчетная зависимость энергии удара от мощности приводного двигателя при различной массе бойка:
/ - масса бойка т,= 0,15 кг; 2- т,=0,2кпЗ - 01,-0.25 кг; 4- т(= 0,3 кг; 5 - га,-0,4 кг
Рис. 8. Расчетная зависимость энергии удара от частоты ударов:
I - при мощности приводного двигателя Р= 350 Вт; 2 — при Р = 800 Вт
Рис. 9. Схема измерения динамических характеристик привода:
1 - приводной элек тродвигатель; 2 — осциллограф; 3 — датчик ударной скорости; 4 - привод ударного вращательного действия
VIпах. м/сек
ЕЛж
1
ІП II 1IIIIII Ég lili 2_
• — 0, L 11} ІІШ * Ч С- 1. 0 f- _ t.c
Риг. 10. Осциллограмма изменения энергии удара по времени:
I - ПУВД с рекуператором кинетической энергии (Е=Г>.1 Дж, Нул=50 уд/мин);
2 - перфоратора МакПа НИ2130 (Е= 2.8 Дж. Лггл = 3800 уд/мин)
Анализ результатов экспериментальных исследований показал:
1. С увеличением радиуса вращения инерционных масс и грузов относительно оси ОУ (рис. 4) скорость бойка возрастает, причем данный фактор оказывает наибольшее влияние на скорость бойка.
2. С увеличенном массы бойка, грузов и противовесов скорость бойка уменьшается незначительно.
3 Наряду с линейными эффектами значимыми оказались и эффекты взаимодействия: к увеличению скорости бойка приведет увеличение масс грузов и противовесов, их радиуса вращения относительно оси ОУ (рис. 3), массы бойка.
Для определения оптимального сочетания массовых и геометрических параметров деталей ПУВД, при которых можно получить максимальную скорость удара бойка, проводилось оптимизационное исследование |5).
С целыоэкспериментального определения энергетических характеристик ПВУД принята схема с использованием датчика удара (рис. 9), а также использовался метод съёмки скоростной кинограммы.
Согласно принятой схеме подключения ПВУД, его рабочие характеристики: энергия Е и частота ( будут определяться:
А = го,К*пг.)]2/2: (16)
'=1/7;, (17)
гдст, - масса бойка; ^(/р0ЛГ) — скорость движения бойка при разгоне; 1^ - время разгона бойка; Тц -цикл движения бойка.
Слодопатольно, при известной массе бойка задача сводится к определению скорости, которую боек наберет перед ударом о торец волновода за некоторый промежуток времени 1/ши. Для определения изменения скорости бойка при движении в различные моменты времени применен датчик, преобразующий возвратнопоступательное движение бойка в электрический сигнал.
Полученные экспериментальные данные с помощью даччика скорости представлет,! на рис. 10 в виде осциллограммы. Экспериментальные данные полностью подтверждаютадекватноегь ранее выдвинутой ма тематической модели движения бойка, расчета его скорости и энергии. Фоторегистрационный метод измерения скорости бойка показал аналогичные
результаты, расхождение экспериментальных данных и расчетных составили не более 8 %. При этом сравнительные экспериментальные данные подтверждают перспективность предлагаемой конструкции.
Вывод. В ходе проведенных исследований:
1. Произведено обоснование базовой конструктивной схемы привода вращательно-ударного действия с рекуператором кинетической энергии. Разработана модель привода ударного вращательного действия с рекуператором кинетической энергии, имеющая принципиальное отличие от ранее существующих приводов. Новизна конструкции защищена патентом на изобретение.
2. Разработана методика расчета элементов кон струкции привода. Разработана электронная программа, позволяющая с помощью ЭВМ рассчитать параметры проектируемого привода.
3. Установлена корреляс^ионная взаимосвязь факторов, влияющих на процесс формирования ударного импульса.
4. Разработана методика расчета скорости бойка привода ударного вращательного действия с рекуператором кинетической энергии и его энергии на основе уравнения баланса энергии.
5. Предложена инженерная методика расчета параметров привода ударного вращательного действия (угловых скоростей звеньев привода, скорости удара бойка), исходя из технических данных привода (угловой скорости вала при водного двигателя, геометрических размеров звеньев привода, веса инерционных масс и бойка, радиусов вращения инерционных масс).
6. Проведенные испытания показали, что накопление и передача кинетической энергии происходит в соответствии с описанием принципа действия и работы 11 УВД с рекуператором кинетической энергии. Теоретические расчеты привода и экспериментальные данные позволили определить конструктивные и энергетические характеристики привода. Проектируемый приводе потребляемой мощностью Р= 800 Вт и массой бойка /п, =0,4 кг способен иметь энергию удара 2,8 Дж, что сопоставимо с характеристикой современных перфораторов.
7. Дальнейшая конструктивная и технологическая доработка конструкции привода вращательно-ударного действия позволит значительно повысить энергию единичного удара при достаточной частоте, что дает возможность рекомендовать конструкцию привода для разработки принципиально новых машин и механизмов уд арного действия для строительной про мьшіленности и других областей применения.
Библиографический список
1 Пат. No 2285104 Российская Федерация. Привод вращательно-ударного действии (ПВУД)/Б.Н. Стахановский ;!>юл. №28 от 10.10.2006.
2. Стахановский, Б.Н. Привод вращательно ударного действия (ПУВД) / Б.Н. Стахановский // Автоматизация технологи ческих процессов и производственный контроль: cf), докл. Меж-дуїшр. на уч.-техн. конференции. Тольятти : ТолГУ. 2006. -
С. 33 -36.
3. Яблонский. ДА. Курстеореппеской механики: дли вузов / АА Яблонский. В М. Никифорова. - Идд 13-е. исправл. - М : Интеграл-Пресс, 2006. - 608 с.
4. Спиридонов. A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / АА Спиридонов. — М.: Машиностроение. 1981. — 184 с.
5. Математическая теория планирования эксперимента/ под ред. С.М. Ермакова. - М.. Наука. 1983. — 392 с.
СГИХАІЮВСКИЙ Борис Николаевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Детали машин» Омского государственного технического университета.
Адрес для переписки: е-таіі: [email protected] ЭДИГЛРОВ Вячеслав Робертович, кандидат технических наук, начальник кафедры технологии произ-
УДК 622.233:622
водсггпа бронетанковой техники Омского танкового инженерного института.
Адрес для переписки: e-mail: [email protected] МАЛЫЙ Вячеслав Витальевич, преподаватель кафедры технологии производства бронетанковой техники Омского танкового инженерного инсти тута. Адрес для переписки: e-mail: [email protected]
Статья поступила и редакцию 17.11.2009 г.
<ё> Б. Н. Стихановский, В. Р. Эдигаров, В. В. Малый
Д. И. ЧЕРНЯВСКИЙ Д. Д. ЧЕРНЯВСКАЯ
Омский государственный технический университет
ПРИМЕНЕНИЕ УДАРНОГО ПРОЦЕССА ДЛЯ НАНОТЕХНОЛОГИЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
На основании проведенных исследований предложена конструктивная схема пресса, формирующего в рабочей зоне значительные усилия при ходе пуансона несколько микрометров. Полученные результаты рекомендуются для использования на машиностроительных и приборостроительных предприятиях г. Омска и Сибирского федерального округа для изготовления высокоточных изделий методами прессования. Ключевые слова: удар, нанотехнология, прессование, давление.
«Нанотехнология, безусловно, будет ключевой отраслью для создания сверхсовременного и сверх-эффективного как наступательного, так и оборонительного вооружения, а также средств связи. Это направление деятельности, на которое государство не будет жалеть средств».
В. В. Путин
Одним из перспективных методов современного развития науки и техники являются нанотехнологии. По современному определению, нанотехнологиями называется междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследования, анализа и синтеза, а также методов производства и применения продуктов с заданной атомарной структурой путем контролируемого манипулирования отдельными атомами и молекулами.
Основным отличием нанотехнологий от традиционных технологий является возможность манипулирования с объектами размером менее 100 нанометров. Иными словами, можно создавать микрообъекты, одно или несколько измерений которых находится в данном диапазоне (наночасгицы, нанопорошки —
3 измерения в диапазоне до 100 нм; нанотрубки, нано-волокна— 2 измерения в диапазоне до 100 нм; нано-пленки — 1 измерение в диапазоне до 100 нм) или макрообъекты, часть которых формируется целенаправленно на уровне отдельных атомов.
Нанотехнологии качественно отличаются от существующих традиционных технологий в силу того, что для таких размеров необходимы нопые способы
обработки материалов, а также из-за того, что в действие вступают физические явления, которые существенно влияют только на о тдельные объекты микромира. Современные нанотехнологии сейчас находятся в начальной стадии развития, поскольку основ-іп.те открытия, предсказываемые в гггой области, пока не сделаны.
Невзирая на кризис, российские власти серьезно подошли к развитию нанотехнологий. За счет нано-индустрии государство надеется, наконец, диверсифицировать экономику, перейдя «с концепции сырьевого придатка на инновационные рельсы». «Кризис не смог сократить бюджет « Роснано», заявил президент Дмитрий Медведев в середине октября 2009 г. в рамках Второго международного форума но нанотехнологиям. Как было сообщено, на инвестиции в сферу нанотехнологий «Роснано» выделят 320 млрд рублей до 2015 года. Объем продаж нанотехнологической продукции к тому моменту должен составить 900 млрд рублей. К 2015 году «Роснано» должна выйти на самоокупаемость — зарабатывая деньги из продаж доли в уже действующих проектах, госкорпорация будет их вкладывать в новые нанотехнологические производства, заявил глава «Роснано» Анатолий Чубайс. К 2015 году российское правительство планирует удвоить экспорт высокотехнологичной продукции из России. Российские аналитики пока высказываются консервативно — по их оценкам, вклад нашей страны в мировую наноиндустрию к 2015 году не превысит 1,5 — 2%.
По оценкам аналитиков, мировой рынок нанотехнологий ежегодно будет расти на 20 % до 2013 года. В потребительском сегменте рост будет еще более
