CC BY
33
5. Кузнецов А.С. Слесарь по ремонту топливной аппаратуры. М.: Академия, 2012. 240 с.
6. Кузнецов А.С. Техническое обслуживание и диагностика двигателя внутреннего сгорания: учеб. пособие. М.: Академия, 2015. 80 с.
References
1. Belous N.M., Torikov V.E. Strategy of innovative development of scientific research in the Bryansk State Agricultural Academy // Bulletin of the Bryansk State Agricultural Academy. 2010. № 2. P. 4-16.
2. Bardadyn N.A. Restoration and strengthening of precision parts of diesel fuel equipment by diffusion boronikeling: Dis. ... Cand. of Tech. Sci. Moscow, 1994. 278 p.
3. Ananjin A.D., Mikhlin V.M., Gabitov I.I et al. Diagnostics and technical maintenance of machines. Moscow: Akademiya, 2008. 432p.
4. Grekhov L.V., Ivashchenko N.A., Markov V.A. Fuel equipment and diesel control systems. Moscow: Legion-Avtodat, 2015. 344 p.
5. Kuznetsov A.S. Service Technician of fuel equipment. Moscow: Akademiya, 2012. 240p.
6. Kuznetsov A.S. Maintenance and diagnostics of the internal combustion engine. Moscow: Akademiya, 2015. 80 p.
УДК 620.193:678.026.3
ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ ДИСПЕРСНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Substantiation of the Method for Determining the Hardness ofPolymer Dispersed Composite Materials
Михальченков А.М., д-р техн. наук, профессор, Тюрева А.А., канд. техн. наук, Филин Ю.И., инженер, Панова Е.И., магистрант Mikhalchenkov А.М., Tyureva A.A., Filin Yu.I., Panova E.I.
ФГБОУ ВО «Брянский аграрный государственный университет» Bryansk State Agrarian University
Аннотация. Наиболее широко распространенной характеристикой механических свойств твердых тел является твердость. До настоящего времени не существует единого мнения о природе данного показателя, что нередко приводит к получению ошибочных результатов. Особенно это сказывается при измерениях полимерных композиционных материалов в силу специфики их строения. Как правило, наиболее распространенные методы (по Бринеллю и по Роквеллу), в данном случае не приемлемы из-за создания в зоне контакта высокого уровня остаточных напряжений и резко отличающегося уровня пластической деформации компонентов композита. Поэтому авторы, на основании многолетнего опыта исследований твердости, пришли к выводу о необходимости измерений по отскоку шарового индентора, так как в этом случае оказывается минимальное силовое воздействие на структурные составляющие. В связи с этим на основании особенностей строения композиционных материалов в качестве метода исследования твердости принят метод Шора. Практически твердость определялась на образцах после проведения испытаний на изнашивание, что позволило избежать их предварительной механической обработки для придания нужной шероховатости и формы твердомером ТЭМП - 4.4271 - 001ПС (твердомер электронный малогабаритный переносной).
Abstract. The most widespread characteristic of the mechanical properties of solids is hardness. To date, there is no consensus on the nature of this indicator, which often leads to erroneous results. This is especially true when measuring polymer composite materials due to the specificity of their structure. As a rule, the most common methods (according to Brinell and Rockwell), in this case, are not acceptable due to the creation of residual stresses of a high level in the contact zone and a sharply different level ofplastic deformation of the composite components. Therefore, the authors, on the basis of many years of experience in hardness studies, have come to the conclusion that it is necessary to measure the rebound of the ball indent-er, since in this case there is a minimal force effect on the structural components. In this regard, on the basis of the structural features of composite materials, the Shore hardness method was adopted for the hardness research. In practice, the hardness was determined on the samples after wear tests, which allowed avoiding their pre-machining to give the desired roughness and shape with a hardness tester TEMP-4.4271-001PS (small portable electronic hardness tester).
Ключевые слова: твердость, полимеры, композиты, метод Шора, пластическая деформация.
Key words: hardness, polymers, composites, Shore hardness, plastic deformation.
Введение. Постановка задачи. Проба на твердость (H) является неотъемлемой частью любых исследований, связанных с оценкой механических свойств материалов, о чем говорят многочисленные исследования ряда ученых [1, 2]. Принято считать, что этот метод оценки материалов отработан с точки зрения достоверности получаемых данных. Между тем в отношении полимерных композитов с дисперсным наполнителем вопрос выбора метода измерений H до настоящего времени остается до конца не решенным [3]. Это обусловлено, прежде всего, высокой степенью гетерогенности структуры вещества (существенным различием в свойствах компонентов его формирующих).
Ряд исследователей считает, что при проведении пробы на твердость, деформированием должна быть охвачена как можно большая площадь, так как в этом случае область контактирования позволяет реализоваться всем процессам, присущим пластическому деформированию композита [4, 5]. Рассмотренные положения относятся к методам измерения твёрдости, когда имеют место деформации, неизменно приводящие к разрушению на структурном уровне вследствие наличия значительных контактных напряжений. Не следует оставлять без внимания и большие силовые воздействия на индентор. Кроме этого, деформирование компонентов композита будет проходить крайне неодинаково из-за их различной природы, что также может являться причиной разрушений (В процессе собственных экспериментов наблюдались разрушения опытных образцов). Таким образом, применение методов, основанных на пластическом деформировании, вызывает существенные замечания в аспекте получения данных, отражающих совокупность свойств композита, как единого целого, представляющего собой систему «полимер-дисперсный наполнитель.
В связи с этим, во избежание пластических деформаций, твердость композитов измерялась по методу упругого отскока - метод Шора, где влияние пластических деформаций незначительно. Ряд исследователей считает целесообразным применение метода Шора наряду с рекомендуемым ГОСТом методом Баркола [6].
Практическая реализация
В связи с чем, испытания на твердость образца с 20-тью составами проводились на переносном приборе ТЭМП - 4 (рисунок 1). Твердомер представляет собой портативный электронный прибор, динамического действия, состоящий из электронного блока 1, датчика 2, (рисунок 1), соединенных кабелем 3.
Рисунок 1 - Твердомер ТЭМП-4
Твердомер ТЭМП - 4.4271 - 001ПС (твердомер электронный малогабаритный переносной) компании ООО НПП «Технотест - М» позволяет проводить измерения на плоских, выпуклых и вогнутых поверхностях, отличается незначительным временем испытаний, имеется возможность нанесения большого количества отпечатков на сравнительно малой площади изучаемого объекта.
Твердомер предназначен для измерения твердости материалов по шкалам Бринелля (НВ), Ро-квелла (НЯС), Шора (Н8Б), Виккерса (НУ). Прибор может быть использован в полевых, производственных и лабораторных условиях фактически во всех отраслях промышленности, а также в ремонтных организациях.
Прибор может применяться при проведении измерений на плоских, выпуклых и вогнутых поверхностях с радиусом кривизны не менее 15 мм и параметром шероховатости не более Ra 2,5 по
ГОСТ 2789-73. Нужно отметить, что диаметр индентора составляет 3 мм, что в три раза превышает максимальную величину частицы песка, и это позволяет охватить сравнительно большую площадь, тем самым учесть специфику строения композита.
Твердость оценивалась на образцах материалов, которые ранее подвергались лабораторным испытаниям на изнашивание (рисунок 3.10). Использование композитов с наличием определенной степени износа позволяет избежать их предварительной механической обработки. Кроме того, в период изнашивания поверхность, где производится измерение И, приобретает необходимую шероховатость. Еще одной положительной чертой такого подхода следует считать звездообразное расположение образцов (рисунок 2), позволяющее избежать дополнительных устройств для их фиксирования.
Рисунок 2 - Образец, подготовленный для измерения твердости
Для корректного измерения твердости поверхности проводилось до 6 уколов в каждой точке (рисунок 3), определялось среднее значение HRC.
Рисунок 3 - Схема измерения твердости
Обработка и анализ полученных данных остаточных напряжений проводились с помощью программы Microsoft Excel.
Выводы
1. На основании особенностей строения композиционных материалов в качестве метода исследования твердости принят метод Шора.
2. Твердость определялась на образцах после проведения испытаний на изнашивание, что позволило избежать их предварительной механической обработки для придания нужной шероховатости и формы.
3. В качестве прибора использовался твердомер ТЭМП - 4.4271 - 001ПС (твердомер электронный малогабаритный переносной).
Библиографический список
1. Киселева O.A. Физические и механические свойства полиэфирдревесных композитов / O.A. Киселева, A.A. Маркин // Строительные материалы. - 2010. - №8. - С.68-69.
2. Левин A.C Износостойкие валы из слоистых композитов металл - полимер / A.G Левин, КА. Гостев // Сталь. - 200S. - №7. - С.107-110.
3. Бердюгина И.С. Влияние типа наполнителя на твердость эпоксидных композитов / И.С. Бердюгина, A.r. Баннов // В сборнике: Химические технологии функциональных материалов материалы III Международной Российско-Казахстанской научно-практической конференции. - 2017. -С.141-143.
4. Дубникова И.Л. Влияние межфазной адгезии на деформационное поведение и энергию разрушения дисперсно наполненного полипропилена / И.Л. Дубникова, С.М. Березина, В.Г. Ошмян, В.Н. Кулезнев // Высокомолекулярные соединения. Серия A. - 2003. - Т. 45. - №9. С.1494-1507.
5. Мостовой A.G Исследование влияния аппретирования полититанатов калия аминоуксус-ной кислотой на физико-химические и механические свойства эпоксидных композитов / A.C Мостовой, A.H. Леденев, Л.Г. Панова // Пластические массы. - 2017. - №9-10. - С.7-10.
6. Твёрдость по Шору (метод_вдавливания) [электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Дата обращения 11.09.2018 г.
References
1. Kiseleva O.A., Markin A.A. Fizicheskie i mehanicheskie svoystva poliefirdrevesnyh kompozitov // Stroitelnye materialy. 2010. №8. S.68-69.
2. Levin A.S., Gostev K.A. Iznosostoykie valy iz sloistyh kompozitov metall-polimer // Stal. 2008. №7. S.107-110.
3. Berdyugina I.S., Bannov A.G. Vliyanie tipa napolnitelya na tverdost epoksidnyh kompozitov // Himicheskie tehnologii funktsionalnyh materialov: materialy III Mezhdunarodnoy Rossiysko-Kazahstanskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. 2017. S.141-143.
4. Vliyanie mezhfaznoy adgezii na deformatsionnoe povedenie i energiyu razrusheniya dispersno napolnennogo polipropilena /I.L. Dubnikova, S.M. Berezina, V.G. Oshmyan, V.N. Kuleznev // Vysokomole-kulyarnye soedineniya. Seriya A. 2003. T. 45. №9. S.1494-1507.
5. Mostovoy A.S., Ledenev A.N., Panova L.G. Issledovanie vliyaniya appretirovaniyapolititanatov kaliya aminouksusnoy kislotoy na fiziko-himicheskie i mehanicheskie svoystva epoksidnyh kompozitov // Plasticheskie massy. 2017. №9-10. S.7-10.
6. Tvordost po Shoru (metod_vdavlivaniya) [elektronnyy resurs]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Data obrascheniya 11.09.2018 g.
УДК 631.3
РАСЧЕТ ЛОПАСТНОГО АКТИВАТОРА ДЛЯ КОРНЕКЛУБНЕМОЙКИ
Calculation of the Paddle Activator for Root Washer
Титенок А.В., д-р техн. наук, профессор, Филина М.С., Школин И.В., магистранты Titenok A.V., Filina M.S., Shkolin I.V.
ФГБОУ ВО «Брянский аграрный государственный университет» Bryansk State Agrarian University
Реферат. В статье представлена схема модернизации и алгоритм расчета модернизированного транспортно-технологического средства, применяемого в технологической операции подготовки корнеклубнеплодов для приготовления кормовой смеси животным. Предложено изменение конструкции машины для отделения примесей от корнеклубнеплодов. Вместо скребкового транспортера, используемого в промышленной установке, в модернизированной конструкции для выгрузки тяжелых примесей из моечной ванны предложен способ гравитационной очисти. Устранена асиммет-
