CC BY
27
DS18B20
п=1
USART-
USB-USART
„--f 1-WIRE
^Rx
DS18B20
п=2
DS1SB20 п=3
DS18B20 п=255
Рис. 2. Схема подключения цифровых датчиков к ПК
9-битном разрешении датчиков) до ±0,0625 °С (при 12-битном разрешении датчиков), что вполне достаточно для регулирования температуры видеокамер [1].
Основой архитектуры l-Wire-сетей является топология общей шины, когда каждый из абонентов подключён непосредственно к единой магистрали, без каких-либо каскадных соединений или ветвлений. При этом в качестве базовой используется структура сети с одним ведущим или мастером и многочисленными ведомыми абонентами.
В качестве мастера в сети датчиков используется персональный компьютер. Датчики подключаются к интерфейсу USB по протоколу RS-232. Для правильной работы протокола RS-232 возможно использование микросхем фирмы FTDI (Future Technology Devices International), которые осуществляют поддержку устройств и соответствующих программных драйверов для преобразования последовательной передачи данных по RS-232 или уровней TTL в сигналы шины USB (рис. 2).
Большим достоинством шины 1-Wire является возможность ее эмуляции, передавая через USART байты с разным коэффициентом заполнения. Для этого требуется связать два протокола устройством (рис. 3) [2].
Таким образом, можно осуществлять измерения температуры в 256 точках для регулирования нормальных условий функционирования системы технического зрения используя 3 провода для подключения всех датчиков одновременно. При использовании расстояния до 20 метров и уменьшения точности измерения до ±0,5 °С возможно использования всего 2 проводов, в этом случае питание датчиков и сигнал передаются по одному проводу.
Опрос показаний датчиков, а также принятие решений о регулировании температурного режима производится с помощью программного пакета LabVIEW.
ф\/5
R1
RX
а: <
(Л
Тх
D1
"КЬ
Dq
Рис. 3. Фрагмент схемы соединения протокола USART с 1-Wire
Данное проведенное исследование позволит сократить расходы на установку дополнительного оборудования для снятия показаний аналоговых датчиков, а также значительно упрощает проектирование испытательного оборудования, предназначенного для термовакуумных испытаний.
Библиографические ссылки
1. URL: http://www.maxim-ic.com/datasheet/index. mvp/id/2812.
2. URL: http://www.maxim-ic.com/products/1-wire/.
© Паулин И. А., Галактионов В. В., Будьков В. А., 2012
УДК 621.923.9
Л. П. Сысоева, К. Е. Жилина Научный руководитель - С. К. Сысоев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ РАСХОДА КОМПОНЕНТОВ ЧЕРЕЗ КАНАЛЫ ДЕТАЛЕЙ ЛА ПРИ АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОКЕ (АЭО)
Исследована возможность обеспечения заданного расхода компонентов через каналы деталей летательных аппаратов абразивно-экструзионной обработкой.
В летательных аппаратах широкое применение нашли детали, имеющие сложные внутренние каналы, сформированные литьем по выплавляемым моделям.
Несмотря на меры по обеспечению жестких требований к точности моделей для литья, большая часть готовых деталей имеет отклонения от заданных в кон-
Секция « Технология производства ракетно-космической техники»
структорской документации параметров (расход компонентов и качество поверхности). Эти отклонения ведут к неравномерности распределения расхода компонентов по индивидуальным каналам и существенно влияют на общий расход компонентов. Финишная обработка таких поверхностей традиционными методами затруднена.
Нами была исследована возможности применения АЭО для обеспечения заданной точности расхода компонентов через каналы деталей ЛА [1]. Основной целью исследований являлось экспериментальное определение зависимости точности расхода компонентов через каналы деталей, имеющих большое количество лопаток, от технологических режимов АЭО.
Экспериментальные работы проведены на установке УЭШ-350, предназначенной для обработки каналов деталей, габариты которых с приспособлением (диаметр х длина) - 0,35x0,50 м [2].
Опыты выполнены в производственных условиях на каналах, образованных соседними лопатками газовых направляющих аппаратов после литья заготовок по выплавляемым моделям. Заготовки подвергнуты предварительной механической обработки по стыковочным поверхностям и имели суммарную площадь каналов 49,5 х10-2 м2. При проливе водой необходимо обеспечить общий расход воды через все каналы за время 27,5±0,41 с. Для деталей, не обработанных ЭХОН, время пролива превышало заданное в интервале 0,8...5,6 с.
Состав рабочей среды содержал 75% электрокорунда белого ^360 и М20 объемом 49х10-2 м3. Полимерная основа среды получена при смешении каучука СКТ и фторопласта мелкодисперсного Ф4 (5 %). Давление масла в системе управления УЭШ-350 составляло 12,0 МПа, а время цикла - 48...50 с. Количество циклов при ЭХОН определялось задачей достижения расхода постоянного объема воды при ее проливе через каналы за заданный интервал времени Ы.
Анализ конструкции деталей показал, что входные и выходные части лопаток, как правило, наклонены к оси детали и к направлению потока среды при ее экструзии через деталь, что приводит к потерям потока на входе в канал, которые обусловлены реологическими свойствами РС [3].
Для обеспечения равномерности обработки поверхностей лопаток по длине использовались технологические направляющие аппараты (рис. 1), позволяющие реализовать требуемое направление потока абразивной среды [4].
На основании предварительного пролива водой заготовки и последовательного экструзионного хо-нингования (через каждые 10 циклов обработки) построен график зависимости уменьшения времени пролива через каналы от количества циклов обработки (рис. 2).
Экспериментальные исследования позволили выяснить, что общее время обработки до достижения заданного расхода компонентов зависит от исходного состояния поверхностей каналов детали и варьируется в интервале 10.40 мин. При этом геометрические размеры обрабатываемых каналов остались в пределах заданных допусков.
Рис. 1. Схема изменения линии тока рабочей среды при помощи направляющих аппаратов
Рис. 2. Зависимость изменения времени пролива & постоянного объема воды от количества циклов экструзионного хонингования N
Шероховатость поверхностей в каналах после ЭХОН существенно улучшается (с = 30.40 мкм до Яа = 3,2...1,6 мкм) и соответствует требованиям КД. После ЭХОН произвольное направление шероховатости, характерное для поверхности после литья, изменяется на шероховатость с направлением, параллельным потоку компонентов в каналах при эксплуатации деталей. Это позволяет увеличить КПД агрегата за счет уменьшения пристеночного сопротивления потока жидкости или газа.
Таким образом, технология экструзионного хо-нингования позволяет успешно проводить на существующем оборудовании операции финишной отделки сложнопрофильных каналов деталей летательных аппаратов с обеспечением заданного качества.
Библиографические ссылки
1. Сысоев С. К., Сысоев А. С. Экструзионное хо-нингование деталей летательных аппаратов: теория, исследования, практика : моногр. СибГА У. Красноярск, 2005. 220 с.
2. Установка для экструзионного шлифования крупногабаритных деталей УЭШ-350 : инф. листок
№ 532-91 / С. К. Сысоев и др. ; ЦНТИ. Красноярск, 1991. 40 с.
3. Левко В. А. Особенности реологии рабочей среды при абразивно-экструзионной обработке // Вестник СибГАУ. 2005. Вып. 7. С. 96-100.
4. А.с.1161359 СССР. МКИВ24С 1/08. Способ об-
работки деталей абразивной массой / С. К. Сысоев, М. А. Лубнин. Заявлено 11.07.83; Опубл. 15.06.85, Бюл. № 22. 3 с. : ил.
© Сысоева Л. П., Жилина К. Е., 2012
УДК 621.923.9
Д. В. Тарасов, Л. П. Сысоева Научный руководитель - А. С. Сысоев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОТДЕЛКИ КАНАЛОВ ЭКСТРУЗИОННЫМ ВЫГЛАЖИВАНИЕМ
Исследована возможность чистовой обработки деталей ЛА методом экструзионного выглаживания.
Известны способы чистовой абразивной обработки методом перепрессования полутвёрдых пластических материалов, пропитанных абразивными частицами [1; 2]. В некоторых случаях не допускается применение абразивной обработки из-за внедрения абразива в поверхностный слой деталей (особенно из мягких материалов).
Выносливость деталей находится в прямой зависимости от величины шероховатости, формы микронеровностей и направления штрихов, полученных при механической обработке поверхности. Для повышения выносливости детали необходимо максимально уменьшить концентрации напряжений, возникающих возле микронеровностей.
Нами проведены исследования по повышению качества деталей методом безабразивной чистовой обработки деталей ЛА из алюминиевых сплавов.
Деформирующие элементы в виде шариков равномерно перемешивали в полутвёрдом пластическом материале (каучук синтетический марки СКТ, смешанный с фторопластом-4), удерживающем деформирующие элементы во взвешенном состоянии и пере-прессовывали смесь через обрабатываемую полость на установке УЭШ-25 под давлением до 12 МПа. Количество циклов смеси изменяли в соответствии с разработанной методикой. За цикл принято перепрессование смеси через канал в прямом и обратном направлении. Исходная шероховатость поверхности Яа 4 мкм.
В процессе перепрессования смеси шарики прижимаются средой к поверхности канала и пластически деформируют обрабатываемую поверхность, скругляя острые кромки на входе и выходе канала.
Установлено, что шероховатость обрабатываемой поверхности зависит в основном от количества циклов обработки и от скорости течения смеси по каналу (см. рисунок). При увеличении количества циклов шероховатость поверхности уменьшается, но при возрастании скорости при тех же режимах обработки шероховатость увеличивается.
Увеличение скорости сокращает время действия деформирующих напряжений, следовательно, пластическая деформация из-за недостатка времени протека-
ет в меньшем объёме металла. Вследствие этого при неизменном давлении повышается величина деформирующих напряжений, увеличивая интенсивность размножения дислокаций и ускоряя процесс образования тонкой микроструктуры, что вызывает более сильное упрочнение. Глубина упрочнения в этом случае снижается.
Величина упрочнения поверхностного слоя за счет пластического деформирования поверхностного слоя зависит главным образом от удельных напряжений и размеров контактной площадки между элементом (шариком) и обрабатываемой поверхностью. С повышением давления в смеси деформирующее напряжение в зоне контакта шарик - поверхность возрастают, увеличивая скорость размножения дислокаций, а это приводит к более интенсивному упрочнению.
0,8
0,4
V, м С
2
3
4
5
Зависимость шероховатости поверхности Ка от скорости
течения смеси V по каналу. Условия эксперимента: материал образцов АМГ6; смесь (% по массе): каучук СКТ - 32 %, фторопласт-4 - 4 %, шарики стальные 01 мм - 64 %
