CC BY
30
Графiчна штерпретащя доцiльна при аналiзi тен-зорних об'eктiв. Вона дозволяе тдкреслити геоме-тричну суть технiчноi задачi та запобiгти можливим помилкам при аналiзi.
Подiбним чином графiчна штерпретащя може бути здшснена для тензора будь-якого рангу, що дозволить вщстежити послiдовнiсть виконання операцiй та про-контролювати iх.
Висновки
Порiвняння результапв розрахунку показуе, що для обох матерiалiв спосперiгаeться залежнiсть сту-пеню ашзотропп мiцностi вiд виду навантаження: найбшьша анiзотропiя - при розтягу, найменша - при стисненнi, промiжне значення - при зсувi. Це тдтвер-джуеться порiвнянням коефiцieнтiв ашзотропп ka, а також вiдношенням мжмальних i максимальних
-□ □-
У cmammi надаш результати експери-ментальних дослиджень з визначення сил зсуву i тертя, що виникають при вiбрацiй-тй обробщ деталей
Ключовi слова: вiброзбудник, адгезiя, кое-фщент тертя, отр зсуву, вологе тертя,
сухе тертя, XÏMÏ4но активш розчини □-□
В статье представлены результаты экспериментальных исследований по определению сил сдвига и трения, возникающих при вибрационной обработке деталей
Ключевые слова: вибровозбудитель, адгезия, коэффициент трения, сопротивление сдвигу, влажное трение, сухое трение,
химически активные растворы
□-□
In the article the results of experimental researches are presented on determination of forces of change and friction, arising up at oscillation treatment details
Keywords: vibroexciter, adgesis, coefficient of friction, resistance a change, moist friction,
dry friction, chemically active solutions -□ □-
Постановка проблемы
Отделочно-зачистные операции мелких деталей (масса 0,3...20г, наибольший габаритный размер - 30
значень мщность Порiвнюючи матерiали, було визна-чено, що за винятком випадку розтягу, при якому ка виявились практично рiвними, у в«х шших випад-ках навантаження коефвденти ашзотропп мщност склотекстолиа вище, шж органотекстолиа. Дане до-слщження було унаочнено графiчною штерпретащею тензорiв рiзних рангiв.
Лiтература
1. Ашкенази Е.К. Анизотропия конструкционных материалов / Е.К. Ашкенази, Э.В. Ганов [Справочник]. - Л., 1972. - 216 с.
2. Огибалов П.М. Механика полимеров / П.М. Огибалов, В.А. Ломакин, Б.П. Кишкин. - М., 1975. - 528 с.
3. Гумен О.М. Дослщження властивостей тензор1в нелшш-ного вщображення проективного п-вим1рного простору / О.М. Гумен // Прикладна геометр1я та ¡нженерна графь ка. - К., 2010. - Вип.84. - С. 159-162.
УДК 330.15.332
Г. Ю. Бурлакова
Старший преподаватель Приазовский государственный технический университет
г. Мариуполь
О.А. Ковалев
Кафедра «Технология машиностроения»* Восточноукраинский национальный университет имени
Владимира Даля г. Луганск
А.П. Николаенко
Кандидат технических наук, старший преподаватель Кафедра «Металлорежущие станки и инструменты»* *Восточноукраинский национальный университет имени
Владимира Даля г. Луганск
мм) выполняются вручную или при помощи средств малой механизации, что не отвечает требованиям современного производства. При вибрационной обработке мелкие плоские детали сложной конфигурации
НЕОБХОДИМОСТЬ РАЗРАБОТКИ СРЕДСТВ ПО ЛИКВИДАЦИИ СЛИПАЕМОСТИ ДЕТАЛЕЙ
собираются в труднообрабатываемые пакеты, т.е. слипаются, в результате чего поверхности ряда деталей остаются необработанными.
Анализ последних исследований и публикаций
Научно-практические аспекты вибрационной обработки исследованы во многих научных работах известных отечественных и зарубежных ученых. Весомый вклад в исследования данной отрасли внесли М.Е.Шаинский, А.П.Бабичев, И.И.Блехман, В.А.Власов, И.Н.Карташов, Ю.Р.Копылов, Л.М.Лубенская и др. По мнению ученых, наиболее распространенными методами, решающими проблемы механизации отделочно-зачистной обработки, являются методы обработки свободными абразивами, к которым относятся: обработка во вращающихся барабанах, объемно-виброабразивная, магнитоабразивная, центро-бежно-ротационная, обработка свободным абразивом, уплотненным инерционными силами, турбоабразив-ная, струйноабразивная, Предпочтительными для обработки мелких деталей являются центробежно-ро-тационный и гидроабразивный., но они применяются только для очень мелких деталей (до 20г).
Пути решения для ликвидации налипания мелких плоских деталей на стенки контейнера намечены Шаинским М.Е., Бабичевым А.П., Челомеем В.Н. и т.д. Проблема слипания деталей данного типа начала рассматриваться только в последние несколько лет, исследованиями этой проблемы в настоящее время занимаются Ю.Р.Копылов, Л.М.Лубенская, С.М.Ясу-ник и др.
Цель статьи
На основе экспериментальных исследований определить силы сдвига и трения в покое и силы трения в относительном движении, возникающие при вибрационной обработке деталей.
Изложение основного материала
При вибрационной обработке плоских мелких деталей в присутствии химически активных растворов в любом вибрационном станке происходит слипание мелких плоских деталей, а при подъеме рабочей среды вверх в и-образном контейнере с нижним расположением вибровозбудителя происходит и налипание деталей на стенки контейнера [1, 2, 3]. Для создания каких-либо средств по ликвидации данной проблемы, например, разработки конструкций приспособлений, либо для управления амплитудно-частотными характеристиками станка, способствующими изменению давления рабочей среды, необходимо предварительно получить представление о действующих силах, в том числе силе адгезии. Эти знания и будут использованы для последующей разработке средств по решению данной задачи.
С целью определения силы сдвига проводились многократные измерения по классической схеме (подробно (рис. 1) изложенной в работе [4]). В ходе экспери-
ментальных исследований определялись силы трения в покое и силы трения в относительном движении.
р
% а
1 ,- ~ г
А
Рис. 1. Кинематическая схема определения коэффициента трения
Для этого было изготовлено устройство, состоящее из плоскости, покрытой резиной, применяемой для покрытия контейнера или стали, из которой создаются изделия. На эту плоскость устанавливался образец, соединенный с чашкой, на которую укладывался уравновешивающий груз.
Для определения величины коэффициента трения в движении были проведены аналогичные опыты, при которых ко дну чаши испытательного прибора подвешивалась на гибком шнуре вторая дополнительная чаша. При этом испытуемый образец начинал перемещение по направляющим под действием суммарной массы гирь, распределявшихся на обеих чашах так, чтобы после прикосновения нижней чаши к полу продолжалось равновесное движение образца под действием массы гирь, лежащих на верхней чашке. Таким образом, сумма масс гирь на обеих чашах и собственной массы нижней чаши должна соответствовать силе трения в покое, а масса гирь на одной верхней чаше - силе трения в относительном движении.
В качестве испытуемых образцов использовались параллелепипеды размерами 35х34х20 из стали Ст45, массой 178,145 г. с шероховатостью Яа = 0,45 и размерами 40х30х10 из стали Ст3, массой 91,6782 г. с шероховатостью Яа = 0,71. Известно, что действующая в контейнере сила микроудара составляет 15...30 Н, а контактное давление - 1,5.150 Мпа [6]. Следовательно, для осуществления сдвига слипшихся изделий необходимо преодолевать данные величины, так как они направлены не только на сдвиг изделий при косом ударе, но и на сжатие образцов при прямом ударе. Использование образцов таких масс обусловлено тем, что в контейнере на детали оказывается давление столбом гранул, который участвует в колебательном процессе. Эксперимент проводился в условиях сухого и влажного трения, как уже указывалось выше, о резиновое покрытие и по материалу (сталь по стали).
Проводилась серия опытов, результаты которых представлены в табл. 1 - 4. Измерение силы трения в покое и силы трения в относительном движении проводилось через интервалы времени в 1, 2, 5, 15, 30 секунд. Для обработки результатов измерений использовались статистические методы с учетом случайных погрешностей, которые подтвердили достоверность результатов в границах 95%-ных доверительных интервалов.
Таблица 1
Результаты определения сопротивления сдвигу при трении о резиновое покрытие образца из стали Ст3, массой 91,6782 г
Таблица 2
Результаты определения сопротивления сдвигу при трении о резиновое покрытие образца из стали 45, массой 178,145 г
Таблица 3
Результаты определения сопротивления сдвигу при трении о металл обрабатываемого образца из стали 45, массой 178,145 г
Таблица 4
Результаты определения сопротивления сдвигу при трении о металл обрабатываемого образца из стали Ст3, массой 91,6782 г
№ пп Условие Время, с Сила 1 Коэффициент трения в покое Сила 2 Коэффициент трения в движении
1 Сухая поверхность 4,415 0,4816±0,0061 3,415 0,3725±0,0023
2 Влажная поверхность 1 5,64 0,6152±0,0063 4,51 0,4919±0,0046
3 Влажная поверхность 2 5,88 0,6414±0,0057 4,80 0,5236±0,0036
4 Влажная поверхность 5 5,925 0,6463±0,0057 4,83 0,5268±0,0045
5 Влажная поверхность 15 6,055 0,6605±0,0056 5,105 0,5568±0,0038
6 Влажная поверхность 30 6,615 0,7215±0,0067 5,61 0,6119±0,0052
Результаты экспериментального исследования показали, что в условиях влажного трения сила, необходимая для сдвига образца достигает величин почти в два раза больших, чем в условиях сухого трения (табл. 2, 6-я серия). Это объясняется тем, что влажный образец прилипает к соприкасающейся с ним поверхностью, и начинают превалировать силы адгезии, которые способствуют увеличению начального сопротивления сдвигу. Также силы трения в покое и силы трения в относительном движении увеличиваются с увеличением времени контактирования исследуемого образца с резиной или с металлической поверхностью [5]. При подъеме рабочей среды вверх при вращении вала дебалансного вибровозбудителя против часовой стрелки, скорость движения снижается на 30%, что приводит к зависанию деталей во вращающейся точке вплоть до 30 секунд и более.
Из результатов экспериментальных исследований также видно, что силы трения в покое и силы трения в относительном движении при контакте поверхностей двух образцов в условиях трения по влажной поверхности в 1,5 раза больше, чем в условиях сухого трения. Для ликвидации проблемы налипания обрабатываемых деталей на стенки контейнера на сегодняшний день существуют следующие решения, а именно изменение футеровки стенок контейнера, представление ее в качестве череды выступов и впадин, применение абразивного наполнителя для футеровки, изменение места расположение вибровозбудителя относительно контейнера [1, 7, 8]. В то же время проблема слипания деталей друг с другом на сегодняшний день не решена. Конструкторские приспособления для ликвидации слипания и для разъединения слипшихся в пакеты деталей практически отсутствуют, что приводит к ограничению применения вибрационной обработки для мелких плоских деталей.
Выводы
1. В условиях влажного трения сила, необходимая для сдвига образца достигает величин почти в два раза больших, чем в условиях сухого трения.
2. Силы трения в покое и силы трения в относительном движении увеличиваются с увеличением
№ пп Условие Время Сила 1 Коэффициент трения в покое Сила 2 Коэффициент трения в движении
1 Сухая поверхность 7,22 0,4053±0,0051 6,19 0,3474±0,0034
2 Влажная поверхность 1 8,39 0,4710±0,0046 6,68 0,3749±0,0057
3 Влажная поверхность 2 8,57 0,4811±0,0082 6,86 0,3851±0,0044
4 Влажная поверхность 5 8,445 0,4741±0,0079 7,47 0,4193±0,0086
5 Влажная поверхность 15 8,76 0,4917±0,0071 7,615 0,4275±0,0318
6 Влажная поверхность 30 9,145 0,5133±0,0267 7,41 0,4159±0,0112
№ пп Условие Время, с Сила 1, Н Коэффициент трения в покое Сила 2, Н Коэффициент трения в движении
1 Сухая резина 6,615 0,7215±0,0044 5,03 0,5487±0,0169
2 Влажная резина 1 9,0 0,9817±0,0092 8,18 0,8923±0,0075
3 Влажная резина 2 9,22 1,0057±0,0072 8,245 0,8993±0,00802
4 Влажная резина 5 9,565 1,0433±0,0081 8,52 0,9293±0,0091
5 Влажная резина 15 10,095 1,1011±0,0104 9,06 0,9882±0,0104
6 Влажная резина 30 10,16 0,9947±0,0091 9,12 0,9947±0,0091
№ пп Условие Время, с Сила 1, Н Коэффициент трения в покое Сила 2, Н Коэффициент трения в движении
1 Сухая резина 8,17 0,4586±0,0494 6,34 0,3559±0,0088
2 Влажная резина 1 12,95 0,7269±0,0054 11,95 0,6708±0,0055
3 Влажная резина 2 13,17 0,7393±0,0069 12,415 0,6969±0,02143
4 Влажная резина 5 13,38 0,7511±0,0036 12,55 0,7045±0,0048
5 Влажная резина 15 13,49 0,7572±0,0045 12,8 0,7185±0,0057
6 Влажная резина 30 14,645 0,8221±0,0087 12,845 0,7210±0,0104
времени контактирования исследуемого образца с поверхностью стенок контейнера.
3. Силы трения при контакте поверхностей двух образцов в условиях влажного трения в 1,5 раза больше, чем в условиях сухого трения.
Литература
1. Мелконов Г.Л. Расширение технологических возможно-
стей вибрационной обработки деталей «в навал» / Г.Л. Мелконов, Е.В. Нечай, А.В. Романченко // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. - Харьков, 2008. - №4/1(34). - С.15-18.
2. Калмыков М.А. Экономическая целесообразность при-
менения вибрационной обработки для снятия заусенцев / М.А. Калмыков, Г.Л. Мелконов, Е.В. Нечай // Вiбрацй в техшщ та технолопях. - Вшниця, 2008. - №3(52). - С.45-50.
3. Калмыков М.А. Метод выбора математического аппарата,
применяемого для описания процесса вибрационной
-□ □-
У cmammi розглянутi питання розрахун-ку ударного навантаження, що виникае при Hai3()i вантажотдйомного крана на тупико-вий упор, надаеться оцшка цьому наванта-женню та наводяться вихiднi дат, необхд-т для розрахунку буферних пристроiв
Ключовi слова: вантажотдйомний кран, буферний пристрш, тупиковий упор, ударне
навантаження, вихiднi дат, розрахунок □-□
В статье рассмотрены вопросы расчета ударной нагрузки, которая возникает при наезде грузоподъемного крана на тупиковый упор, дается оценка этой нагрузке и приводятся исходные данные, необходимые для расчета буферных устройств
Ключевые слова: грузоподъемный кран, буферное устройство, тупиковый упор,
ударная нагрузка, исходные данные, расчет □-□
In the article the questions of the calculation of impact load that appears when hoisting crane runs over stop are considered, the evaluation of this load is given and the necessary raw data for calculation of buffers are given
Key words: hoisting crane, buffer, stop, impact load, raw data, calculation -□ □-
1. Вступ
Вщповщно до п. 4.1125, 4.11.28 Правил [1] вантажо-тдйомш крани, яю пересуваються рейковим шляхом,
обработки / М.А. Калмыков, Г.Л. Мелконов // Вюник Кременчуцького державного пол^ехшчного ушверсите-ту iменi Михайла Остроградського. - Кременчук, 2009.
- 2/2009 (55) Ч.1 - С. 53-55.
4. Зенков Р.Л. Механика насыпных грузов / Р.Л. Зенков.
- М.: Машиностроение, 1964. - 248 с.
5. Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ /
Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов И.Н. - М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.
6. Бабичев А.П. Физико-технологические основы методов
обработки: учебное пособие для вузов / Бабичев А.П.
- Ростов н/Д: «Феникс», 2006. - 410с.
7. Застосування вiбрацiйноi обробки для тдвищення якост
виробiв / [Носко П.Л., Калмиков М.О., Ншолаенко А.П., Лубенська Л.М]. - Луганськ: Вид-во «Ноулщж», 2009.
- 292 с.
8. Денисов П. Д. Анализ конструкций вибрационных машин
непрерывного действия // Вибрации в технике и технологиях. - 1995. - № 1 (2). - С. 3-7.
УДК 621.873
I.I. I с ь е м i н i
Астрант, асистент
Кафедра металорiзального обладнання та транспортних
систем
УкраТнська шженерно-педагопчна академiя вул. Ушверситетська, 16, м. Хармв, 61003 Контактний тел.: 733-78-18
повинш бути обладнаш буферними та тупиковими пристроями, яю е елементами захисно! системи крашв у кшцевих д^янках шляху. При цьому тупиковi упо-ри повинш бути «розраховаш на найб^ьше можливе
1НЖЕНЕРНА МЕТОДИКА ОБЧИСЛЕННЯ УДАРНОГО НАВАНТАЖЕННЯ ВАНТАЖОП1ДЙОМНИХ
КРАН1В У РОЗРАХУНКАХ БУФЕРНИХ ПРИСТРО1В
