CC BY
53
Если рассматривать предлагаемый электрошлаковый процесс восстановления проушин звеньев гусениц, то можно предположить, что подводиться тепловая энергия будет за счет тех же источников, что и при классическом процессе. Однако отводиться тепла будет меньше на величины Ц13 и ц 14. Если учесть то, что при установившемся процессе величина теплоотвода в тело шлакоудерживающего тигеля незначительна и предлагаемый процесс скоротечен, то величиной теплоотвода в тело тигеля можно пренебречь. Также в силу конструктивных особенностей будут отсутствовать такие составляющие, как Я18-Таким образом, формула (1) преобразуется для разработанного процесса следующим образом:
<51+42+^ + 4* +<35 “411-412+417=0 •
Можно предположить, что при одинаковых конструктивных параметрах (размер и физико-химические свойства шлаковой ванны) классической сварки и предлагав-мого способа восстановления проушин 5’ звеньев гусениц соответствующие величины Чп, Яп, Яп, Я1, Я2, 44 И Я5 будуг равны, и как следствие величина подводимого тепла должна быть при условии выполнении уравнения теплового баланса в предлагаемом СПОСОбе НИЖе на веЛИЧИНу Я13+<114> то
есть на 44%.
Или если это представить в уравнении теплового баланса подведенного в зону электрошлакового процесса (штрихом обозначены составляющие по классическому способу):
а, +а, +а, +а, +а, =0 , 44*0'
аЗ ^14 т.5 ' ’с подведен к 00 9
сделав несложные математические преобразования, получим: *.
1 = 0, 44* 1*.
Таким образом, приблизительно на 44% (с учетом всех сделанных допущений) величина тока по предлагаемому способу будет ниже, чем при классическом способе проведения процесса за счет сохранения части тепловой энергии при прочих одинаковых условиях.
Следовательно, предлагаемый способ восстановления, основанный на электро-шлаковом тигельном переплаве, является еще более ресурсосберегающим, чем классический электрошлаковый процесс.
Библиографический список ;
1. Сварка в машиностроении: Справочник: В 4 т. / Редкол.: Г.А. Николаев (пред.) и др. -М.: Машиностроение, 1979. - Т. 1; Под ред.
Н.А. Ольшанского. - 1978. - 504 с.
2. Технологии механизированной дуговой и электрошлаковой сварки. - изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1977.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОМ НАГРЕВЕ И СВАРКЕ МЕТАЛЛОВ
О.Г. Бельчикова
Технологии электроконтактного нагрева и сварки металлов являются весьма перспективными способами изготовления и восстановления деталей, что способствует их развитию и внедрению в производство [}]. Они отвечают современным требованиям ресурсосбережения: позволяют использовать уже имеющуюся материальную базу, недорогое и доступное оборудование для электроконтактной сварки и присадочные материалы в виде металлических порошков, не требуют защитных сред (или вакуума); поддаются механизации и автоматизации. Совмещение электроконтакт-
ного нагрева и диффузионной сварки дает возможность получения на поверхности новых и изношенных деталей микропористых маслоемких износостойких композиционных покрытий [2].
Однако из обзора и анализа способов электроконтактного нагрева и сварки выяснено, что неточно установленные режимы процесса приводят к появлению брака (перегретые, оплавленные участки поверхности или плохо спеченные покрытия); не-регламентированный и численно неопределенный тепловвод в детали приводит к их деформации (прогиб автомобильных
коленчатых валов достигает до 1,6 мм, деформация втулок - до 0,6 мм), весьма мал по этой же причине и срок службы электродов (при электроконтактной наплавке покрытия (порошка, ленты, проволоки) на жестких режимах срок службы электрода составляет 40-60 часов); зачастую из-за отсутствия методики расчета конструкции оборудование для технологий электрокон-тактного нагрева и сварки имеет низкий коэффициент полезного действия (КПД).
Исследования показали, что для решения вышеперечисленных проблем очень важно изыскать способ определения температуры в зоне сварки с точностью, позволяющей попасть в диапазон температур, при котором достигаются качественные показатели изделия или покрытия, обеспечив вместе с тем эффективность оборудования и сохранность свойств детали. 1
В связи с этим была разработана методика расчета температуры поверхности деталей. Методика состоит из двух этапов (рис.).
На первом этапе проводятся натурные эксперименты. Целью экспериментов является получение экспериментальных температур, измеренных в двух внутренних точках детали, расположенных под зоной сварки.
Измерения температур осуществляются с помощью хромель-алюмелевых термопар с диаметром проволок не более 0,2 мм. Изготовление, поверка и градуировка термопар проводятся согласно рекомендаций работ [3, 4].
1 этап:
Натурный
эксперимент
Измеренные температуры в двух внутренних
2 этап:
Численный
эксперимент
Рис. Схема методики расчета температуры поверхности деталей в зоне электроконтактного нагрева и сварки металлов
При выборе мест размещения термопар внутри детали необходимо руководствоваться следующими требованиями:
I. Размещать как можно ближе к восстанавливаемой поверхности детали, руководствуясь при этом глубиной теплового воздействия, особенностями формы, размеров детали и конструктивными возможностями. Глубина размещения первой термопары от поверхности детали может принимать значения от 0,1 до 2,5 мм; второй -от 0,15 до 4,5 мм. Расчет температуры будет более точным при размещении термопар на минимальных глубинах. Но размещение термопар на этих глубинах связано с большими конструктивными трудностями и не всегда возможно.
2. Термопары должны находиться на
различных глубинах внутри детали, при этом минимальное расстояние между ними должно быть таким, чтобы спай первой термопары от поверхности детали не оказывал влияния на спай второй, а максимальное расстояние между термопарами должно обеспечивать их нахождение под зоной сварки. -
3. Диаметр отверстия для термопары должен быть не более 1 мм.
После выбора мест размещения термопар их приваривают внутрь отверстий с помощью конденсатороной сварки.
Далее технологом-сварщиком осуществляется процесс сварки и одновременно
т
с этим синхронное измерение температур внутри детали в двух выбранных точках. Считывание, оцифровка и передача экспериментальных данных на компьютер осуществляется при помощи аналого-цифрового преобразователя. .
На втором этапе на компьютере с использованием разработанной программы проводятся численные эксперименты [5]. Их цель заключается в получении искомой расчетной температуры поверхности детали.
Разработанная методика расчета температуры поверхности деталей является эффективным инструментом, позволяющим точнее определять режимы при разработке новых технологий электрокон-тактного нагрева и сварки металлов и корректировать существующие, оценивать тепловые потоки при расчете конструкции электродного узла, рассчитывать КПД установок при их проектировании [6].
Библиографический список
\. Чижов В.Н. Технологии ремонта и восстановления деталей на основе электрокон-тактного нагрева 11 Развитие села и социальная политика в условиях рыночной экономики: Материалы международной науч.-практ. конф., посвященной 70-летию МГАУ. Часть 3.
- М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 2000, - С. 160-161.
2. Дорожкин Н.Н. Упрочнение и восстановление машин металлическими порошками.
- Минск: Наука и техника, 1975. - 152 с.
3. Линевег Ф. Измерение температур в технике: Справочник: Пер. с нем. / Под ред. Л.А. Чариховой. - М.: Металлургия, 1980. -544 с.
4. Поверка приборов для температурных и тепловых измерений: Сб. инструкций. - М.: Стандартгиз, 1963. - 586 с.
5. Свидетельство РОСПАТЕНТа об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003612670 от 09.12.2003.
6. Бельчикова О.Г., Чижов В.Н. Применение методики расчета температуры поверхности деталей к оценке коэффициента полезного действия электроконтактной установки // Материалы 3-й Всероссийской науч.-практ. конф. «Ресурсосберегающие технологии в машиностроении». - Бийск: Изд-во АлтГТУ, 2003. - С. 155-160.
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЗНАЧИМЫХ ФАКТОРОВ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ РЕЖУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ДИСКОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН
В.Н. Чижов, А,В. Бодякин, М.В. Селиверстов •
Ограниченность материальных ресурсов в сельскохозяйственном производстве ставит перед необходимостью совершенствования ремонтной базы, максимального использования ресурса деталей и узлов. Одним из важнейших условий качества восстановленных деталей является обеспечение их послеремонтного ресурса на уровне новой детали.
..гг Чтобы добиться этого, необходимо внедрить в ремонтное производство новые технологические приемы, позволяющие, используя имеющееся оборудование, качественно восстанавливать детали сельскохозяйственной техники.
Анализируя возможные способы восстановления дисков сошников сеялок СЗ-3,6, мы пришли к выводу, что при применении этих способов либо теряется металл режущей кромки, либо возникает необходимость в проведении дополнительных технологических операций, что, в свою очередь, неоправданно усложнят процесс восстановления диска [1].
Из проведенного анализа априорных данных были выявлены теоретические предпосылки для разработки способа восстановления деталей данной группы, который позволяет избежать потери металла режущей кромки диска и не требует проведения дополнительных технологических
