CC BY
36
^Г,^ б,1 Рб,1 Г1 Г^НУТ
1 н--- р
р
5,1
Ъ1ё1
1 ^ ГД^ НУ,б,1
Нг1=
1 + р
Ъ1 ; Нг3 =Р ; А1= Qб,,
11 ; Нг2=
иу
Р
- Q - г
Нск -►ф—► Нг1 -
^- А1
Нг2
Уну
Нг3
Рисунок 1. Структурная схема гидравлического нажимного устройства
В данной работе из уравнений, описывающих гидравлическое нажимное устройство в абсолютных величинах, получены уравнения, в которых используются относительные единицы. Это позволяет в дальнейшем использовать эти уравнения для получения математической модели гидравлического нажимного устройства в матричной форме, пригодной для любого числа клетей.
Список литературы
1. Бодров Е.Э. Электромеханические и гидравлические нажимные устройства на непрерывных прокатных станах [Текст] // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 18. / Под ред. А.А. Радионова, С.А. Линькова
- Магнитогорск ГОУ ВПО «МГТУ», 2010. - С. 241
- 244.
2. Браун А.Е.,Дралюк Б.Н., Тикоцкий А.Е. Управление координатами гидронажимного устройства
прокатной клети // Электропривод и автоматизация мощных машин: Сб. научн. тр. - Свердловск: НИИ-тяжмаш, 1988. - С. 40 - 51.
3. Селиванов И.А., Бодров Е.Э. Матричная модель непрерывного листового стана холодной прокатки [Текст] // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. тр. - Вып. 14. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2007. - С. 86 - 96.
4. Селиванов И.А., Бодров Е.Э. Математическая модель гидронажимного устройства непрерывного прокатного стана [Текст] // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 14. / Под ред. С.И. Лукьянова - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2007. - С. 82 -85.
а
ОБРАБОТКА УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА ДЛЯ ДАЛЬНЕЙШЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
Углеродные волокна используются для производства изделий, где определяющим фактором является не цена, а эксплуатационные свойства. Области и особенности применения углеродных волокон постоянно расширяются, поэтому к волокнам предъявляются высокие требования в отношении прочностных характеристик.
Прочность углеродных волокон во многом зависит от наличия дефектов, получающихся на различных стадиях переработки исходного волокна в углеродные волокна [1].
Углеродные волокна просты по своему химическому составу, но из-за большого многообразия углерод-углеродных связей и кристаллических структур создаются сложные, трудно поддающиеся изучению надатомные образования высшего порядка - фибриллы, взаимное расположение которых «унаследовано» от исходного полимерного волокна [2].
Для улучшения эксплуатационных свойств углеродных волокон на их поверхность наносят аппрет. Аппретирующие составы защищают волокна от разрушения при трении их друг о друга, во время переработки волокна при соприкосновении с поверхностью оборудования, от действия влаги.
Кондрашова И.А., Чеблакова Е.Г., Евтеева Е.Е.
В ряде случаев по тем или иным причинам, производятся углеродные волокна без защитного аппрета или его количества недостаточно для того, чтобы волокно обладало необходимыми эксплуатационными характеристиками. Такие углеродные волокна весьма хрупки и легко подвергаются повреждению и разрушению при переработке. С целью предотвращения ухудшения свойств таких волокон и осуществляется их аппретирование. Необходимо учитывать, что аппрет не может быть универсальным. Варьируя составом и протяженностью слоя аппрета на поверхности волокон можно достигнуть полного смачивания волокна аппретом, вытесняя из всех микротрещин и пор адсорбированные газы и пары воды, а также создать на поверхности прочно удерживаемую пленку.
В данной работе авторы подбирали аппретирующие составы для партии жгута ВМН-4МИ2:
- линейная плотность345 текс,
- модуль упругости 450 ГПА,
- прочность 5 ГПА.
Исходный жгут не покрыт аппретом, поэтому обладает многими отрицательными характеристиками: ворсистый, неравномерный по толщине, нестойкий в узле, нестойкий к истиранию, тусклого черного цвета. Про-
пустить такой жгут через фильеру невозможно, а проводить дальнейшую переработку - тем более. Поэтому нанесение аппрета необходимо для повышения технологичности дальнейшей переработки такого жгута, например, в стержни.
После изучения соответствующей литературы [3,4] и проведения пробных испытаний были подобраны 4 органических соединения, растворы которых могут быть использованы в качестве аппретов:
- поливиниловый спирт (ПВС),
- поливинилацетат (ПВА),
- полиуретан (ПУТ),
- фторопласт (ФТП).
Органические соединения ПВС и ПВА растворяли в воде при температуре ~ 80 °С и готовили из них растворы концентрацией от 1 до 5 %.
В качестве полиуретанового аппрета использовали однокомпонентный клей «Спантан-1к», который растворяли в ацетоне и готовили растворы концентраций от 1 до 5 %.
Образцы исходного жгута выдерживали в приготовленных растворах в течение 10 мин при комнатной температуре, затем помещали в сушильный шкаф на 20 мин при температуре 100-110 °С для высушивания. В результате проведенных испытаний получали образцы, которые оценивались визуально на стойкость в узле, стойкость к истиранию и ворсистость. Из опробованных нами растворов были выбраны в качестве аппретирующих растворы с концентрациями:
- ПВС 1 %,
- ПВА 1 %,
- ПУТ 2 %.
Стойкость в узле и стойкость к истиранию полученных образцов жгута увеличилась, но недостаточна для использования в процессе получения углеродных стержней. Увеличение концентраций растворов делает обрабатываемый жгут более жестким и ломким. Поэтому аппретирующие растворы решили скомбинировать, то есть провести двойную последовательную обработку жгута.
Так как в последствии технологи предполагают обрабатывать аппретированный жгут более концентрированными растворами ПВС, было принято решение - сначала обработать жгут 2% ПУТ или 1% ПВА, высушить, а сверху нанести 1% раствор ПВС. Обработку проводили последовательно, выдерживая жгут в каждом растворе 10 мин. Время сушки составляло 20 мин.
Полученный аппретированный жгут обладал недостаточной прочностью, поэтому концентрации аппретирующих растворов были увеличены до 3% и 2% соответственно.
Полученные образцы жгута имели лучшие показатели по сравнению с исходным, но недостаточные для дальнейших работ.
Затем исследовали аппретирующие свойства суспензии фторопласта марки Ф-4Д. Суспензию разбавляли дистиллированной водой в объемных соотношениях от 1:1 до 1:5. Образцы исходного жгута выдерживали в разбавленной суспензии 5 мин, затем помещали в сушильный шкаф. Сушки при 100 °С оказалось недостаточно; образец жгута долго оставался влажным, поэтому температуру и время сушки увеличили до 150 °С и 20 мин соответственно.
Полученные образцы аппретированного жгута обладали необходимыми качествами для дальнейшей переработки, причем образцы жгута, обработанные более разбавленной суспензией (в объемных соотношениях 1:5), по качеству оказались даже лучше, так как отсутствовал белый налет на жгуте.
Следующую партию аппретированных образцов получали, не выдерживая в растворе разбавленной суспензии фторопласта, а медленно протягивая образец через приготовленный раствор суспензии и высушивали при 150 °С в течение 20 мин.
Получили образцы высокого качества. Жгут не рвался, не махрился, обладал хорошей стойкостью в узле и к истиранию.
Следующим этапом на технологической установке УИС-4 провели опытные испытания обработки исходного жгута суспензией, разбавленной в соотношении 1:5. Получены образцы хорошего качества с высокой стойкостью в узле и истиранию.
Дальнейшей технологической задачей являлась переработка аппретированного жгута в стержни. Поэтому были изготовлены опытные образцы стержней. Образцы аппретированного фторопластом жгута обрабатывали горячим 17% раствором ПВС. Полученные пропитанные, высушенные образцы стержней исследовали методом электронной сканирующей микроскопии на приборе ТМ-3000 Hitachi.
На рисунке 1 видно, что после аппретирования суспензией фторопласта получили плотный, хорошо пропитанный жгут без ворсистостей.
На рисунке 2 видно, что дальнейшая обработка раствором ПВС дает возможность получать образцы стержней без рыхлостей и пустот, покрытые тонкой пленкой ПВС.
TM3000 3377 2014-12-09 13:34 Н 04.2 хЗ.Ок 30 um ТМЗООО_ЗЗЕ1 2014-12-09 13:41 Н D4.1 лб.Ок 10um
Рисунок 1 - Электронные микроскопические снимки поперечного сечения жгута, обработанного
суспензией фторопласта.
ТМ3000 3398 2014-12-09 14:09 Н 04.8 х5.0к 20 ит ТМ3000_3386 2014-12-09 13:44 Н 04.1 х1.5к 50 ит
Рисунок 2 - Электронные микроскопические снимки поперечного сечения жгута, обработанного суспензией фторопласта и 17% раствором ПВС.
Суммируя все полученные результаты можно сказать, что суспензия фторопласта Ф-4Д является, по существу, хорошим аппретом, который позволяет получить более высокие эксплуатационные характеристики волокна без заводского аппретирования для дальнейшей технологической переработки.
Литература
1. Михайлин Ю.А. Конструкционные полимерные композиционные материалы // - Спб.: НОТ. -2008.-820с.
2. Пакшвер Э.А. Карбоцепные синтетические волокна // - М.: Химия.-1973.- 589с.
3. Роговин З.А. Основы химии и технологии химических волокон //- М.: Химия.- 1974. - Т.1. - С518, Т.2. - С292.
4. Углеродные волокна. /Ред.С. Симамура // -М.:Мир.- 1987.- 304 с.
РАЗРАБОТКА МЕТОДА АНАЛИЗА ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (НА ПРИМЕРЕ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ВЕРТОЛЁТА МИ-8)
Чекрыжев Николай Викторович
Канд. тех. наук, доцент кафедры эксплуатации авиационной техники Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королева (национальный исследовательский университет), г.Самара
Одна из важных прикладных задач кибернетики состоит в разработке управляющих автоматических и автоматизированных систем, базирующихся на использовании вычислительной техники.
К числу автоматизированных систем управления, относятся технические системы диагностики состояния элементов функциональных систем (ФС) сложного бортового оборудования летательного аппарата (ЛА).
Авиационный специалист с помощью соответствующей диагностической аппаратуры определяет параметры элементов ФС, изучает, оценивает и анализирует полученную информацию о состоянии системы и, на основании полученных результатов, принимает решение на выполнение управляющего воздействия, соответствующего определённой процедуре технического обслуживания (ТО) ФС (рис. 1).
Рисунок 1. Схема управления состоянием ФС ЛА
