CC BY
45
УДК 621.923.9
ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ ПРИ АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ
Л. П. Сысоева, А. Е. Саклакова, Д. И. Колобовникова, В. А. Галеева Научный руководитель - С. К. Сысоев
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: sysoeva.tms@mail.ru
Рассмотрены вопросы регистрации измерения быстропеременных параметров давления и температуры рабочей среды во время абразивно-экструзионной обработки образцов с целью определения характера взаимодействия абразивных зерен с контактной поверхностью алюминиевых сплавов.
Ключевые слова: абразивно-экструзионная обработка, рабочая среда, датчик давления, образец, взаимодействие абразивных зерен с поверхностью, информационно-измерительная система, аналогово-цифровой преобразователь, первичный преобразователь, быстропеременные параметры, алюминиевый сплав.
MEASUREMENT OF THE WORK MEDIUM PARAMETERS AT THE ABRASIVE FLOW MACHINING
L. P. Syisoeva, A. E. Saklakova, D. I. Kolobovnikova, V. A. Galeeva Scientific supervisors - S. K. Sysoev
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: sysoeva.tms@mail.ru
The issues of the measuring registration the rapidly parameters of pressure and fluid temperature during Abrasive Flow Machining are considered. Studies are performed to determine the nature of the abrasive grains interaction with contact surface of aluminum alloys.
Keywords: Abrasive Flow Machining, work medium, work medium, pressure sensor, sample, abrasive grains interaction with contact surface, information-measuring system, analog-to-digital converter, transducer, rapidly changing parameters, aluminum alloy.
Абразивно-экструзионная обработка (АЭО) (Abrasive Flow Machining) - нестандартный метод финишной обработки, который заключается в экструзии под большим давлением вдоль обрабатываемой поверхности рабочей среды (РС), наполненной абразивными зернами [1, 2]. В лаборатории «Экструзионного шлифования» в качестве оборудования для АЭО используются установки экструзи-онного шлифования (УЭШ) в различных модификациях.
Контроль параметров АЭО предполагает постоянное измерение давления и температуры РС в зоне обработки. Эти характеристики оказывают значительное влияние на производительность процесса.
Температура влияет на физико-механические и реологические свойства РС (плотность, вязкость, упругость, способность течь при определенном давлении в системе, способность эффективно удерживать рабочие частицы и т.д.). Регистрация давления РС в зоне обработки необходима для выявления зависимостей нормальной составляющей силы резания мико- и субмикровыступами единичного абразивного зерна [3] от режимов обработки (давления в системе) и реологических свойств среды.
Нами разработана и реализована информационно-измерительная система с возможностью регистрации измеряемых параметров на ПЭВМ.
Секция «Технологические и мехатронные системы в производстве ракетно-космической техники»
Для измерения давления выбран датчик избыточного давления ДДИ-20, а для измерения температуры - датчик ТП-085. Оба датчика средовые с возможностью работы при воздействии на них механических вибраций, ударных нагрузок с ускорением, а также их работа в прямом контакте со средами, содержащими твердые частицы (пульпы, смеси с песком и т. д.).
Обрабатываемые образцы устанавливаются в приспособление (рис. 1), закрепленное герметично между верхней и нижней рабочими камерами установки.
Рис. 1. Приспособление для обработки образцов: 1 - приспособление; 2 - вкладыш; 3 - образец; 4 - датчик ДДИ-20; 5 - резьбовые отверстия для крепления датчиков
В качестве АЦП нами предложен преобразователь ЛА50-^Б, который предназначен для преобразования непрерывных аналоговых входных сигналов в цифровую форму для дальнейшей обработки на ПК и работы в качестве внешнего устройства совместно с ПК типа ABM PC/AT. АЦП имеет 16 однополюсных или 8 дифференциальных каналов.
Подключение преобразователя к источникам сигналов осуществляется через соединительную плату ЛА-ТК50А с установленными клеммными соединителями и ответными разъемами к ЛА50-^Б. Подключение осуществляется проводами и кабелями через соединители с зажимом под «винт». Использование согласующей платы позволяет расширить количество подключаемых источников аналогового сигнала. Причем аналогичная коммутационная плата к цифровому порту выполнит подобную функцию при создании полной системы компьютерного управления установкой в целом.
Устройство АЦП ЛА50-И8Б содержит аналогово-цифровой канал, опорный кварцевый генератор, цифровой порт ввода/вывода, внутренний интерфейс управления и конфигурации, USB интерфейс, совместимый с USB 2.0 и вторичный источник питания. Выбор режима работы аналогово-цифрового канала (однополюсной или дифференциальный), а также коэффициент усиления сигнала задаются программно с помощью идущего в поставке ПО. Причем при использовании нескольких каналов одновременно коэффициент усиления можно задавать раздельно на каждый канал.
В качестве вторичного преобразователя предложено использовать стандартный индуктивный высокочастотный преобразователь ИВП-2. Изменение индуктивности датчика, обусловленное давлением, действующим на мембрану, превращается в отклонение исходного напряжения ИВП-2.
Разработанный информационно-измерительный контур (рис. 2) позволит в режиме реального времени производить контроль и регистрацию необходимых параметров АЭО на ПК.
Для расшифровки полученных материалов исследования строится график по результатам тарировки датчиков давления с использованием пресса МП600 и записью на ПК.
Рис. 2. Структурная схема системы измерений: РКЩ - распределительный кабельный щит; ИВП-2 - двухканальный индуктивный преобразователь; ККП - коммутируемый кабельный пульт; АЦП ЛА50-иЖ с расширенным числом каналов, ПК - персональный компьютер
Таким образом, для подготовки экспериментальных работ нами:
1) разработана и реализована структурная схема измерения быстропеременных параметров при абразивно-экструзионной обработке образцов на установке УЭШ-25, их регистрации и математической обработки на ПК;
2) выбраны датчики давления и температуры в соответствии с особенностями обработки и диапазонами измерения регистрируемых параметров.
Библиографические ссылки
1. Pat. 3521412 US, ISC B24B 1/00, 19/00. Method of honing by extruding / McCarty, R.W.; 05.11.1965; 21.07.1970.
2. Сысоев С. К., Сысоев А. С. Экструзионное хонингование деталей летательных аппаратов: теория, исследования, практика : монография ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005. 220 с.
3. Левко В. А. Абразивно-экструзионная обработка: современный уровень и теоретические основы процесса : монография ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2007. 228 с.
© Сысоева Л. П., Саклакова А. Е., Колобовникова Д. И., Галеева В. А., 2015
