CC BY
8
2 Баханович А.Г. Повышение долговечности ириводных зубчатых ремней методом оптимизации параметров технологического процесса производства // Вестник БИТУ. 2006 №1. - С.38-42.
3. Решетов Д.Н. Детали машин. - М. Машиностроение 1989 -496 с.
UDC 62"1 Bii.052
SUMMARY
The developed des gns of inaustrial equipment of operations of winding of a carrying layer and cutting of preparation on finisheo articles of technological process or manufacture of drive toothed belts are presented. The device for winding provides the set level of a tens'on of a carrying layer, uniformity of loading of its separate coils, length of a belt. It leads to increase of carrying ability and reliability of belts. 7 he device for cutting provides the set width of belts.
УДК. 621.762.4
КРИТЕРИЙ ТОНКОСТЕННООТИ ПОРОШКОВЫХ ТРУЬ В В. Савицкий, В.В. Пятов
Методы порошковой металлургии широко применяются для изготовления деталей различного назначения, нагример пористых труб изделий сложного профиля, порошковой проволоки для процессов восстановления деталей машин фрикционных и антифрикционных изделий и т.п. Используются как циклические гак и непрерывные методы изготовления (различные виды прессования включая мундштучное прокатка порошков, формование шнеком)
Большие потребности в проницаемых трубах испытывает машиностроение, авиационная, химическая нефтяная, металлургическая и другие отрасли промышленности. Попистые трубы получают из металлов и керамики спеканием свободных насыпок порошков, гидро- и изостатическим прессованием одно- и двухсторонним прессованием в пресс-формах прокаткой и экструзией [1]. В качестве исходных ма гериалов используются порошки оронзы нержавеющей стали титана и других металлов. Проницаемые трубы применяются в качестве фильюую'цих элементов в срильтрах тонкой очистки жидкостей и газов от примесей, в теплообменниках аэраторах, глушителях шумэ плэмепреградителях [2]. Для придания формуемому материалу необходимой пластичности и получении высокой проницаемости изделия порошок обычно смешивают с органическим пластификатором-порообразователем [3]. Пластификатор препятствует деформированию частиц порошка при формовании и способствует образованию проницаемой пористой структуры.
Часто в технических условиях на проницаемый элемент требуют изготовить трубу с очень малой толщиной стенки. Такие изделия обладают рядом преимуществ, они легче регенериоуются (и соответственно дольше служат), меньше сопротизляются потоку жидкости или газа имеют небольшую массу и низкую материалоемкость [4] Кроме эгого снижаются затраты на приобретение порошков, которые в республике не производятся, а ввозятся из-за рубежа. Изготовление тонкостенных проницаемых труб обладаю! цих достаточной прочностью является сложной техническое задачей при решении которой необходимо выбрать подходящий порошок и пластификатор метод формогзанич полученной смеси и способ спекания пластифицированных прпссовок.
В результате научных исследований, проведенных на кафедре «Машины и технологии высокоэффективных процессов обработки» убеждения образования «Витебский государственный технологический университет», разработана и освоена на промышленном предприятии технология изготовления пористых тонкостенных проницаемых труб [ ] Она заключается в дозированной пластификации выбранного
Вестник У О В! ГУ
65
порошка, формовании тонкостенной заготовки экструзией полученной смеси на шнековом прессе удалении пластификатора и спекании изделия.
Однако до сих пор нет четкого ответа на такие принципиальные вопросы какую трубу вообще считать тонкостенной? Возможно ли найти численный коитерий тонкостенности, имеющий физический или технический смысл9 Поиску ответов на эти вопросы и посвящено небольшое теоретическое исследование, описанное в настоящей статье
Обычно в технической литературе по сопротивлению материалов теооии упругости и строительной механике к тонким относят цилиндрические стержни, у которых 3 основных размера выражаются величиной различного порядка. Тонкостенными конструкциями, сооружаемыми в строительстве, считаются конструкции, у которых толщина намного меньше по сравнению с другими размерами К ним относятся купола, оболочки, складки и т.п. [6] Численное значение критеоия тонкостенности определено лишь в прокатке применительно к листовому материалу; тонкими почему-то считаются листы толщиной не более ^ мм [7]. Известны также попытки вывести критерий тонкостенности, основанный на понятии регулярности псристои структуры. Авторы этого подхода пришли к выводу что тонкостенными в зависимости от гранулометрического состава порошка следует считать пористые слои толщиной до 5 мм [8]. В другой работе, посвященной исследованию покрытий на внутренней поверхности тепловой трубы отмечается, что тонкими следует считать покрытия толщиной не более 2 мм. Такие ответы на поставленные вопросы нельзя призьать удовлетворительными а обоснование указанных численных величин — убедительным.
Мы предлагаем другой подход к определению понятия тонкостенности порошковой трубы, основанный на механических свойствах пластифицированного порошка. Обычио технические трудности при формовании трубы начинаются тогда когда прочности тонкой стенки становится недостаточно для самостоятельного поддержания формы полученной заготовкой. Труба при этом начинает деформироваться под собственным весом. Схем?, позволяющая оассчитать критическую толщину стенки по механическим свойствам формуемого материала изображена ка рис. 1.
Заготовка 1 выдавливается на приемный желоб ? охватывающий ее по наружному диаметру.
В этом случае опасным будет диаметральное сечение трубы и условие пластичности имеет вид
О-/, -О-« <Л-<77 (1)
где <у,,~ сжимающее напряжение от веса верхней части трубы действующее в рассматриваемом сечении сг33 - минимальное главное напряжение;
<Ут - предел текучести материала заготовки-к - коэффициент пропорциональности.
66
I '
Вестник У О ВГТУ
Рисунок 1 - Расчетная схема для определения критерия тонкостенности
В простейшем случае к - 1; 0'и = 0. Определим напряжение, действующее в опасном сечении
Р ЛР8 I \
(2)
где Р- вес верхней части трубы; Я - площадь опасного сечения: р- плотность материала заготоьки' д - ускорение свободного падения
г и п - соответственно наружный и внутренний радиусы цилиндрической
заготовки
Обозначим постоянную величину, зависящую от механических свойств материала
4сг,
= А.
ЦРЯ
Тогда неравенство (2) примет следующий вид
Г + К < А.
Из неравенства (4) для крупногабаритных труб получим выражение
г. > - Л,
(3)
(4)
(5)
для труо малого попэреиного сечения например капилляров имеем
1 ,
г < А. 2.
Такие изделия не деформируются под собственным весом. Трубы, для которых
(6)
Вестник УПВГ/У
67
г + Ï\ > А,
(7)
будут тонкостенными. Для чих можно найти критическую толщину стенки при которой начинается деформиооззчие заготовки под собственным весом Для этого преобразуем выражение (7). Вычтем из его правой и левой части г, и после суммирования подобных членов зависимость для определения критической
толщины 5ко стенки трубы приобретет следующий вид
S«p = Л-2г, = A-dr
где бкр-г- Л di - внутренний диаметр трубы.
(80
Следовательно заготовки толщина стенки которых больше значений рассчитанных в соответствии с формулой (8). обладают достаточной прочностью и их формование не вызывает каких-либо значительных затруднений. При меньшем значении толшины стенки сформованная заготовка теряет Форму под действием собственного веса, и ее последующая обработка сопряжена с определенными трудностями
Таким образом найден численный критерий тонкостениости порошковых труб основанный на механических свойствах формуемых материалов и геометрии трубы Полученный результат может быть использован для разработки методик экспериментального определения некоторых свойств пластифицированных порошков косвенными методами поскольку методик непосредственного ог ределения этих характеристик пока не существует
Так. зависимость предела текучести от температуры формуемой смеси для изделий с определенной толщиной стенки можно определить следующим образом Из пластифицированного материала экструзией изготавливают партию труб одинакового диаметра с разной толщиной стенки. Полученные изделия помещают в термошкаф и нагревают Отмечают температуру при которой заготовки теряку форму. Используя приведенную выше зависимость рассчитывают величину предела текучести для материала каждой трубы
Список использованных источников
1. Белов, C.B. Пористые металлы в машиностроении / C.B. Белов. - Москва : Машинстроение 1981.-247 с ил
2 Либенсон, Г.А Производство порошковых изделий Учебник для техникумов / Г.А. Либенсон. - Москва Металлургия 1990. - 240 с. : ил
3. Кипарисов С.С., Либенсон ГА. Порошковая металлургия Учебник для техникумов / С.С. Кипарисов Г.А. Пибенсон. - Москва Металлургия, 1991
- 432 с. : ил.
4 Витязь, П.А., Капцевич В М. Шелет, В К Пористые порошковые материалы и изделия из них / П А. Витязь, В.М. Капцевич. В К. Шелег. -Минск : Вышэйшая школа 1987 -164с
5. Усовершенствовать технологию формования длинномерных пористых материалов и изготовить опытно-промышленную установку и разработать технологию Формования порошковой проволоки : отчет о МИР № 137 / Витебск, технол. ин-т легк. пром ; рук. Клименков С.С испол. Савицкий В.В. [и др.]. - Витебск, -<986. - Кь.1. - С. 1 - 88' Кн.2. - С 39 - 16b; Кн.З. -С 166-237; Кн.4.-С. 1-20.- № ГР 01.85.0025943 - ВИНИТ И. - Иьв. № 02 87.0 045/53.
6. Большой энциклопедический словарь политехнический / гл. ред. А. Ю Ишлинский. - Москва : Изд-во «Большая Российская энциклопедии» 2000.
- 656 с ил.
7. Полухин П И Технология металлов и сварка / П.И. Полухин [и др.]. -Москва ' высшая школа 1976 -465 с ил
68
Вестник У О ВГТУ
8. Георгиев В.П. Регулярность структуры в тонких слоях / В.П. Георгиев [и др.] // Порошковая металлургия. - 1987. - № 6. - С. 69 -- 71.
SUMMARY
Necessity of introduction of numerical criterion thin wail for powder pipes is proved The settlement sham for his definition is offered. Dependence in which mechanical properties of plastxized material are taken into account this received. The received dependence is intended for calculation of critical thickness of a wall of a porous pipe.
VДK 621.914.3-5?
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ФОРМОКОПИРОВАНИЕ НА СТАНКАХ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ
СТРУК ГУРЫ
А-Н. Свирский
Воплощение первичной информационной модели нового изделия в конструкционном материале является важной составной частью промышленного формообразования [1]. В настоящее время указанный процесс формокопирования часто осуществляется механической обработкой заготовок на металлорежущих станках. Известно что основу кинематики резания составляют реализованные в виде линий резания а) геометрическая форма режущих кромок инструмента и б) результирующая траектория рабочих движений исполнительных органов несущих инструмент и заготовку [2]. В работе [3] впервые была предпринята попытка раздельного рассмотрения методов геометрическое формообразования и резания и специально подчеркивалось, что пеовые служат теоретической базой для вторых. Там же дана характеристика метода формоооразования оораооткой резанием на основе срязи производящих линий режущей части инструмента и движении исполнительных органов станка. Однако производящие линии инструмента связываются с реальными режущими кромками, а производящие линии исполнительных движений - с проекциями результирующего движения на координатные плоскости. В этой ситуации автором статьи [4] предлагается в качестве идентификатора связи и различия методов геометрического формообразования и обработки оезанием принять материальную точку режущей кромки инструмента - точку контактного взаимодействия заготовки и инструмента (станка1) Здесь же показано что контакт инструмента и заготовки по линии не обладает инвариантными свойствами точечного контакта т.к. например реальная режущая шомка фрезы воплощена в виде винтовой линии однако ооразующая цилиндрической поверхности как компонента геометрического формообразования фрезерованием отображается в виде плоской линии - прямой. Таким образом принципиальной особенностью самого оьшего метода формообразования поверхностей резанием - метода следа - является одновременное генерирование образующих и напоавляющих линий путем движения их общей точки которая является также точкой характеризующей контакт заготовки и инструмента (рис. 1а).
Формокопирование резанием осуществляется на основе той или иной схемы распределения рабочих движений исполнительных органов несущих заготовку и инструмент В структуре формообразующих движений различают простые и сложные раЬочие движения исполнительных органов В станках традиционной кинематической и компоновочной структуры любое сколь угодно сложное движение реализуется суперпозицией нескольких простых «плоских» движении (рис 16) которые: «1) совершаются в^оль или вокруг координатных осей по прямой или окружности соответственно 2) принадлежат только какому-либо одному исполнительному органу и 3) не могут быть далее разложены на составные выполняемые однопременно» [4]. Траектории таких простых движений заложены в конструкции станка (рис. 1в) как «эталоны геометрической информации» [61
Вестник У О ВП У 69
1_
