CC BY
2В плане повышения экономической эффективности и надежности молниезащиты магистральных электрических сетей необходимо дальнейшее совершенствование технологий молниезащиты на основе применения линейных разрядников в сочетании с традиционными мерами по усилению изоляции, снижению сопротивлений заземляющих устройств опор и применению более совершенных конструкций заземлителей.
Для повышения качества проектирования, обоснованности технических решений по молниезащите целесообразно внедрение современных систем мониторинга грозовых разрядов и мест повреждений ЛЭП, основанных на волновых принципах измерений, позволяющих получить объективную информацию о характеристиках грозовой активности в регионе и пора-жаемости ЛЭП разрядами молнии.
С учетом многообразия исследований и способов повышения молниезащиты ЛЭП необходим комплексный подход [3] при рассмотрении вопросов грозозащиты, а также для дальнейшего изучения физических процессов воздействия атмосферного электричества на электросетевые объекты.
Литература
1. Гайворонский А.С., Киселев А.Ю., Львов А.П. К вопросу об эффективности средств молниезащиты магистральных электрических сетей ОЭС Востока // Передача и распределение электроэнергии. 2024. - № 1 (82). С. 64-72.
2. Киселев А.Ю., Львов А.П., Васильев П.Ф., Пинчуков П.С. Исследование предпосылок возникновения обратных перекрытий гирлянд изоляторов магистральных ЛЭП и определение места их повреждения // Энергия единой сети. 2023. № 3-4 (70). С. 20-26.
3. Киселев А.Ю. Способы повышения грозоупорности воздушных линий электропередачи Объединённой энергосистемы Востока / А. Ю. Киселев // Энергетик. - 2021. - № 9. -С. 21-26. - Текст : непосредственный.
4. Российская конференция по молниезащите: разговоры о важном. - 2024 [Электронный ресурс]. - URL: https://streamer.ru/articles/rossiyskaya-konferentsiya-po-molniezashchite-razgovory-o-vazhnom/ (дата обращения 16.08.2024).
5. Типовой проект № 3602-тм. Заземляющие устройства опор 35-750 кВ: Москва, 1974.
6. Ахметов Т.А., Харитонов В.А., Козырева Ю.И., Мазаник А.В., Локтионова Л.В. Способы повышения пластических свойств холоднодеформированной арматуры. Литье и металлургия. 2018;(1):110-112. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2018-1-110-112.
DOI: 10.24412/cl-37269-2024-1 -296-299
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ИЗНОШЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ХОДОВОЙ ЧАСТИ БОЛЬШЕГРУЗНОЙ ТЕХНИКИ
Климова А.М.1, Васильева М.И.2, Стручков Н.Ф.2 1 Институт естественных наук, СВФУ, г. Якутск 2 Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН, г. Якутск
В работе проведено исследование структуры и свойств комплекта деталей грузового автотранспорта FAW, эксплуатируемого в Якутии. Исследованы химический состав, структура и свойства пальца и втулки рессоры заводского типа и аналога. Показано, что структуры исследуемых деталей характеризуются наличием феррито-перлитной составляющей. Проведены замеры твердости по методу Бринелля и микротвердости.
Республика Саха Якутия занимает огромную территорию в РФ. Благодаря автотранспортной технике обеспечиваются важные аспекты жизни, при этом их эксплуатация в особых низкотемпературных условиях Якутии в разы увеличивает количество поломок и выхода из
строя деталей, существенно снижается надежность и работоспособность механизмов. Основную долю транспортных средств занимают грузовые автомобили. Примером наиболее подверженных деталей грузовых автомобилей при холодном пусковом запуске являются подшипники коленчатого вала, в которых нарушается смазочный процесс. Таким образом, выход из строя деталей машин и механизмов в зимний период является чрезвычайной ситуацией, так как устранение поломки может занять продолжительное время. Для предотвращения влияния низкотемпературного фактора предложены разнообразные способы подготовки автомобилей к эксплуатации в условиях Севера [1].
Исходя из вышеупомянутых проблем влияния низких климатических температур на технико-эксплуатационную часть грузовых автомобилей, исследование ходовой части является актуальной задачей, решение которой подтверждается программой развития и освоения Арктической зоны Российской Федерации.
Цель работы - исследование структуры и свойств комплекта деталей - втулки и пальца двух видов: заводского изготовления и аналога детали грузового автомобиля FAW, эксплуатируемого в условиях Якутии.
Материал и методика эксперимента. Объектом исследования являются втулка и палец рессоры грузового автомобиля, эксплуатируемого в условиях Якутии. Для сравнения рассмотрены детали заводского типа и аналога (для замены заводских деталей). После выхода из строя заводские детали подвержены замене: обычно наличие заводских деталей в магазинах запчастей очень мало, приходится покупать контрактные или аналоги деталей. На рис. 1 показаны детали грузового автомобиля: палец и втулка. Несмотря на совпадения геометрических форм, внешне детали отличаются, например, выемками на пальце и расположением углубления для вывода смазочного материала. Палец цилиндрической формы (размер диаметра -30 мм, длина - 147 мм) имеет осевое отверстие и входит в сопрягаемую втулку (длина - 90 мм, внешний диаметр - 38 мм, внутренний диаметр - 34 мм).
В работе использованы приборы Центра коллективного пользования Федерального исследовательского центра «Якутский Научный Центр» Сибирского отделения Российской Академии Наук (ЦКП ФИЦ ЯНЦ СО РАН). Химический состав определен на спектрометре «WAS Foundry-Master». Проведен визуальный осмотр поверхности с помощью стереоскопического микроскопа «Stemi 2000С». Металлографические исследования проведены на оптическом микроскопе Neophot-32. Замер твердости проведен по методу Бринелля, микротвердость проведен на приборе «ПМТ-3» при нагрузке на индентор 50 г.
Обсуждение результатов. В работе проведено исследование комплекта деталей заводского и покупного типа (аналог) - пальцы и втулки грузового самосвала FAW (First Automotive Works). В результате спектрального анализа химического состава исследованных образцов выявлены соответствия составов согласно марочнику сталей [2] (табл. 1). Так, материал пальца заводского типа соответствует стали Стбсп (конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества), а втулка заводского типа соответствует стали марки Ст0, по свойствам от материала стали пальца отличается не склонностью к отпускной хрупкости. Также приводятся данные материала комплекта детали аналога пальца и втулки, обозначаемые в таблице - аналог.
Таблица 1. Химический состав исследованных образцов
Образец C Si Mn Cr Ni Р S Cu Fe Марка стали
Палец 0,40 0,30 0,55 0,03 0,04 0,01 0,01 0,11 ост Стбсп
(завод)
Палец 0,36 0,33 0,58 0,91 0,01 0,01 0,01 0,03 ост Ст40Х
(аналог)
Втулка 0,03 0,02 0,18 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 ост Ст0
(завод)
Втулка 0,19 0,30 0,54 0,05 0,03 0,01 0,01 0,01 ост СтЗсп
(аналог)
Рис. 1. Общий вид деталей грузового автомобиля палец и вгчлка
Аналог пальца по химическому составу соответствует стали марки 40Х. В работе [3] обосновано применение стали 40Х прямого восстановления для шаровых пальцев грузового автомобиля. Втулка аналога соответствует углеродистой конструкционной стали обыкновенного качества СтЗсп. Преимущественным показателем этой стали является стойкость к возникновению коррозионных процессов и возможность сваривания.
Проведено исследование макроструктуры исследуемых деталей (рис. 2). Так как палец и втулка при эксплуатации претерпевают значительные статистические, динамические и циклические нагрузки, детали имеют поверхностное упрочнение. Толщина поверхностного упрочнения пальца заводского типа и аналога составляет около 300 мкм (рис. 2 а, в). Также у заводской втулки имеется поверхностная обработка с внутренней стороны толщиной около 400 мкм (рис. 2, б). Аналог втулки видимой границы упрочнения не имеет, однако имеется неравномерные участки по всей поверхности, отличающиеся при визуальном анализе после шлифования и полирования.
а б в г
Рис. 2. Макроструктура деталей грузового автомобиля палец и втулка: заводского типа палец (а)
и втулка (б); аналог палец (в) и втулка (г)
Микроструктура образцов исследуемых деталей пальца заводского типа и аналога представлены на рис. 3. Структура заводского пальца представляет собой преобладающий феррит и перлит с деформированными зернами (рис. 3 а). Это указывает на начало деградаци-онных изменений структуры при увеличении сопряженных нагрузок. На рис. 3, б показана микроструктура заводской втулки (феррит) с переходной зоной на упрочняющий медьсодержащий слой. Структура аналога пальца представляет типичную структуру доэвтектоидной стали - феррито-перлитную без выраженной полосчатости. Структура аналога втулки фер-рито-перлитная, с преобладающим разнозернистым ферритом. Это указывает на начало ре-кристаллизационных процессов.
•* вк- г." • ■ А 'ЛгЙКАжЛ
* * Л«
* 1 'ЛшИВаВтВДш
а б в г
Рис. 3. Микроструктура деталей грузового автомобиля палец и втулка: заводского типа палец (а)
и втулка (б); аналог палец (в) и втулка (г)
В таблице 2 представлены значения твердости по методу Бринелля и микротвердости при нагрузке на индентор 50 г.
Таблица 2. Средние значения твердости и микротвердости исследуемых деталей
Образец Участок замера НВ Микротвердость, МПа
Палец (завод) Упрочненный слой 302 7170
Центральная зона 4040
Палец (аналог) Упрочненный слой 301 6450
Центральная зона 2750
Втулка (завод) Поперечный шлиф 121 1433
Втулка (аналог) Поперечный шлиф 186 2063
Как видно из таблицы 2, микротвердость упрочненного слоя значительно выше (до 2,4 раза) центральной зоны на обоих пальцах. У пальца заводского исполнения микротвердость упрочненного слоя выше аналога на 11%. В центральных частях обоих пальцев значения микротвердости значительно уступают упрочненному слою. Микротвердость втулки заводского типа значительно «мягче», стандартное отклонение составляет 6,9, что подтверждает равномерность распределения феррито-перлитной составляющей структуры. Значения микротвердости втулки аналога соответствует значению 2063 МПа, что является выше показателя микротвердости втулки заводского типа на 30%.
Заключение. Проведено исследование структуры и свойств втулки и пальца рессоры грузового автомобиля FAW. Определен химический состав исследуемых образцов. Согласно марочнику сталей выявлены марки сталей по химическому составу. Анализ макроструктуры показал, что пальцы имеют упрочненный слой около 300 мкм от края цилиндра. Строение внутренней стороны втулки заводского типа и аналога отличаются. Микроструктура исследуемых образцов представляет собой преобладающий феррит и перлит с деформированными зернами. В результате замера твердости по методу Бринелля среднее значение твердости пальцев заводского типа и аналога особо не различаются. Отрыв значений твердости втулки отмечен у деталей аналога. Микротвердость заводского пальца имеет значительное преимущество от микротвердости аналога. Значения микротвердости втулки аналога выше показателя микротвердости втулки заводского типа на 30%.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (научная тема FWRS-2024-0036).
Литература
1. Ковриков И.Т., Калимуллин Р.Ф., Казаков А.В. Оценка эффективности средства тепловой подготовки автомобильного двигателя к холодному пуску / Автомобильная промышленность. 2018. № 1. С. 28-30.
2. Сорокин В.Г., Волосникова А.В., Вяткин С.А. и др.; под общ. ред. Сорокина В.Г., -М.: Машиностроение. 1989. - 640 с. Колосков М.М., Долбенко Е.Т., Каширский Ю.В. и др.; Под общей ред. Зубченко А.С. Марочник сталей и сплавов / Справочное издание. - М.: Машиностроение. 2001. - 672 с.
3. Астащенко В.И., Пуртова Е.В., Швеева Т.В., Пуртов А.В. Разработка технологии и опыт производства шаровых пальцев грузового автомобиля из экономно-легированной стали // Вестник Югорского государственного университета. 2023. № 4. С. 133-140.
