CC BY
27
Belan Dmitry Y., Ph.D., Associate Professor
Omsk State Transport University, Omsk, Russia
(e-mail: Baltazar.13@mail.ru) (+79069185923)
Kazadaev Maxim V., student
Omsk State Transport University, Omsk, Russia
Vintenko Roman V.; student
Omsk State Transport University, Omsk, Russia
Ilya Petrov O., student
Omsk State Transport University, Omsk, Russia
Prokopenko Nadia S., student
Omsk State Transport University, Omsk, Russia
SYSTEM BLOCK DIAGRAM POSITIONING FOR PROCESSING COLLECTOR
DC ELECTRICAL MACHINES
Abstract. This article discusses the issue of improving the technology of repair collector traction motors of electric rolling stock to improve their functioning in service by developing a common device installation milling collector traction motors.
Keywords: Traction motor, anchor, collector, special cutting tools, milling, model sample.
УДК 621.91.01
ОПЕРЕЖАЮЩАЯ ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОБРАБОТКИ КОНСТРУКЦИОННЫХ ГРУПП МАТЕРИАЛОВ
Бондарев Александр Александрович, аспирант
(e-mail: alexander_bondarev@mail.ru) Отений Ярослав Николаевич, д.т.н., профессор (e-mail: oteniy3@rambler.ru)
Камышинский Технологический Институт (филиал ВолгГТУ), г. Камышин, Россия Крайнев Дмитрий Вадимович, к.т.н., доцент (e-mail: krainevdv@mail.ru) Волгоградский государственный технический университет, г.Волгоград, Россия
Выполнено комплексное исследование явлений сопровождающих резание конструкционных углеродистых и легированных сталей с опережающим пластическим деформированием (ОПД) по обрабатываемой поверхности. Экспериментально установлено: снижение сил резания, усадки стружки, износа режущего инструмента, повышение качества поверхности и производительности точения при использовании ОПД.
Ключевые слова: точение, силы, шероховатость, износ, стойкость, режущий инструмент, опережающее пластическое деформирование (ОПД), конструкционная сталь
Конструкционные стали широко применяются в машиностроении для изготовления ответственных деталей машин, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости и качества поверхности. Повышение производительности обработки точением конструкционных сталей является актуальной задачей.
Повышение эффективности процесса реализуется за счет применения резания с опережающим пластическим деформированием (ОПД) по обрабатываемой поверхности, совмещающего в себе два приема - поверхност-
ное пластическое деформирование, создающее необходимые глубину и степень наклепа, и последующий съем упрочненного металла в виде стружки.
Когд
Рисунок 1. - Значения тангенциальной, радиальной и осевой составляющих силы резания при традиционном точении и точении с ОПД при различных значениях КОПд (Сталь 20 -твердый сплав Т15К6, у=90м/мин, л 0,256 мм/об, I 1 мм. При К()цц 0 - традиционное точение)
Копд
Рисунок 2 - Значения тангенциальной, радиальной и осевой составляющих силы резания при традиционном точении и точении с ОПД при различных значениях Копд (Сталь 30ХМА-твердый сплав Т15К6, у=90м/мин, £=0,256 мм/об, Х=1мм. При Копд=0 - традиционное точение)
Когд
Рисунок 3 - Значения тангенциальной, радиальной и осевой составляющих силы резания при традиционном точении и точении с ОПД при различных значениях КОпд(Сталь 20ХН-твердый сплав Т15К6, у=90м/мин, s=0,256 мм/об, t= 1мм. При КОпд=0 - традиционное точение)
Экспериментальные исследования выполнялись для получистового и чистового точения конструкционных углеродистых и легированных сталей 20ХН, 20, 30ХМА в контактных парах с режущим инструментом марки ВК6, Т15К6, ТН20. Измерения сил резания производились посредством динамометра DKM 2010 («TeLC», Германия), интегрированного с ПК. Изучение изнашивания поверхностей режущих СМП выполнялось на большом инструментальном микроскопе БМИ-1.Для определения режима осуществления ОПД использовалась характеристика комбинированной обработки - «коэффициент ОПД»:
h
тт _ нак
Д ~ t , (1) где hHaK - глубина наклепанного слоя, созданного на этапе ОПД, мм; t - глубина резания, мм.
Был установлен характер влияния глубины наклепа на повышение эффективности обработки. С повышением степени деформации происходит снижение сил резания и коэффициента продольной усадки стружки, повышение качества получаемой поверхности, а затем, с увеличением степени деформации, происходит снижение эффективности обработки (рисунок 1,2,3).
Снижение коэффициента продольной усадки стружки при использовании ОПД косвенно свидетельствует о снижении сопротивления контактному течению прирезцовых слоев стружки, находящихся под воздействием контактного пластического деформирования (Таблица 1).
Таблица 1 - Значения коэффициента продольной усадки стружки
Режимы и условия обработки Традиционное точение Точение с ОПД
Сталь 20ХН - твердый сплав ВК6; 1 =0,5мм; у=180м/мин; £о=0,256мм/об. При обработке с ОПД Копд=1. 2,00 1,77
Сталь 20 - твердый сплав ВК6; ¿=0,5мм; у=135м/мин; 5о=0,147мм/об. При обработке с ОПД КОПД=1,8. 2,95 2,51
Сталь 30ХМА - твердый сплав Т15К6; t=1мм; у=90м/мин; £о=0,256мм/об. При обработке с ОПД Копд=2. 2,63 2,17
Применение ОПД обрабатываемой поверхности позволяет повысить стойкость режущего инструмента по критерию максимально допустимого размера площадки износа по задней поверхности кз(0,3 мм). Снижение давлений, действующих на рабочие поверхности инструмента(рисунок 1,2,3) способствует ослаблению пластического деформирования режущего клина.
На графиках (рисунки 4,5) заметно существенное снижение интенсивности затупления инструмента во время фазы нормального изнашивания при точении с ОПД: угол наклона участка кривой нормального износа меньше по сравнению с традиционной обработкой, что обусловливает увеличение периода стойкости твердосплавных СМП.
Из рисунка 6(а), соответствующего традиционному точению, отчетливо виден больший размер площадки износа на главной задней поверхности резца по сравнению с режущей пластиной после точения с ОПД (рисунок 6 (б)).
Благоприятное изменение физических процессов в зоне резания способствует улучшению параметров шероховатости обработанной поверхности. При точении с ОПД происходит снижение значений среднего арифметического отклонения профиля Яа по сравнению с традиционной обработкой (таблица 2).
Время резония, мин
1 - традиционное точение 2 - точение с ОПЛ Рисунок 4 - Зависимость размера площадки износа по задней поверхности резца от времени работы (Сталь 30ХМА - твердый сплав Т15К6, ^1мм; у=90м/мин; з=0,256мм/об. При точении с
ОПД K()wr2)
Время резания, мин / - традиционное точение 2 - точение с ОПЛ
Рисунок 5 - Зависимость размера площадки износа по задней поверхности резца от времени работы (Сталь 20 - твердый сплав ВК6, ^1мм; у=135м/мин; £=0,166мм/об. При точении с ОПД
КОПД=2)
а) традиционное точение б) точение с ОПД (КОПд=2)
Рисунок 6 - Вид режущей пластины со стороны главной задней поверхности. (Сталь 30ХМА - твердый сплав Т15К6; \=\мм,
у=90м/мии, 8=0,256мм/об)
О ООО 0-600 1.200 1.800 2.400 пиг
7Г РЧ > — НН — 1— N и? А
и А № л * \ Д— V > л г л £ V Ч гУ
№ — ■ 1 »
Ка - 2.132 ткгп Кг = 6.466 ткт Птах = 10.626 ткт Бт = 98.49 ткт
Рисунок 7. Микропрофиль поверхности, обработанной традиционным точением (Сталь 20ХН - твердый сплав Т15К6, /=0,5 мм,
у=180 м/мин, ¿=0,083 мм/об)
Таблица 2. - Значения среднего арифметичесого отклонения профиля Яа поверхности, обработанной точением.
Режимы и условия обработки Яа, мкм Снижение при точении с ОПД по сравнению с традиционным точением, %
Традиционное точение Точение с ОПД
у=135м/мин; ¿0=0,083мм/об; /=0,5мм; сталь 20ХН - твердый сплав ВК6. При точении с ОПД копд=1 3,3 2,1 36
у=135м/мин; ¿0=0,083мм/об; /=0,5мм; сталь 20 - твердый сплав ВК6. При точении с ОПД Копд= 1,8 2,9 1,7 41
О.ООО
O.lbOO
1.200
l.SOO
2.400 mm
u-
V —1 -rw -
кя ff FW ¡4^ fi 4 AJ irrt tkTl" А
k Iii • V
Ka = 1.493 mkm Ri = 5.012 mtm Rmajt ■ 8.477 mkm Sin 6 1.70 inkin
Рисунок 8. Микропрофиль поверхности, обработанной точением с ОПД (Сталь 20ХН - твердый сплав Т15К6, /=0,5 мм, г=180 м/мин, ¿=0,083 мм/об, КОПд=1)
Об улучшении качества обработанной поверхности при использовании ОПД также свидетельствуют профилограммы получаемых поверхностей (рисунки 7,8). По полученным профило-граммам можно сделать вывод, что высота микронеровностей ниже и их профиль более стабильный при точении с ОПД. Это обусловливает повышение эксплуатационных характеристик деталей. Выявлены резервы существенного повышения производительности процесса обработки.
Таким образом, резание с ОПД является комплексным способом повышения эффективности точения конструкционных углеродистых и легированных сталей. Применение ОПД обеспечивает комплексное повышение эффективности процесса точения, снижая температурно-силовую напряженность съема припуска и контактного взаимодействия, тем самым способствуя снижению составляющих сил резания, износа режущего инструмента, повышению качества получаемых поверхностей и производительности операций.
Список литературы
1. Пат. 2399460 РФ. МПК В 23 В 1/00. Способ обработки деталей резанием с опережающим пластическим деформированием / Ю.Н. Полянчиков, П. А. Норченко, Д.В. Крайнев, А.Р. Ингеманссон, Л.А. Качалова, Л.С. Ангеловская; заявитель и патентообладатель ВолгГТУ. - № 2009111702/02; заявл. 30.03.2009; опубл. 20.09.2010, Бюл. № 26. 6 с.
2. Талантов, Н. В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента / Н. В. Талантов. - М.: Машиностроение, 1992. - 240 с.
3. Повышение эффективности токарной обработки конструкционных углеродистых и легированных сталей при использовании опережающего пластического деформирования / А.А. Бондарев, А.П. Азаматов, Я.Н. Отений, В. А. Солодков // Известия ВолгГТУ. Серия "Прогрессивные технологии в машиностроении". Вып. 11 : межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2014. - № 8 (135). - С. 7-10.
4. Опережающее пластическое деформирование как способ повышения стойкости
лезвий режущего инструмента при токарной обработке / А. А. Бондарев, А.И. Ислямга-лиев, А.Р. Ингеманссон, Д.В. Крайнев // Известия ВолгГТУ. Серия «Прогрессивные технологии в машиностроении». Вып. 12 : межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2014. - № 21 (148). - C. 9-11.
Bondarev Aleksander Aleksandrovich, post-grade student (e-mail: alexander_bondarev@mail.ru)
Kamyshin Technological Institute (branch VSTU), Kamyshin, Russia Yaroslav Nikolaevich Oteniy, Doc. Tech. Sci., professor (e-mail: oteniy3@rambler.ru)
Kamyshin Technological Institute (branch VSTU), Kamyshin, Russia Dmitry Vadimovich Krainev, Cand. Tech. Sci., associate professor (e-mail: krainevdv@mail.ru)
Volgograd State Technical University, Volgograd, Russia
ADVANCE PLASTIC DEFORMATION AS A WAY TO INCREASING PRODUCTIVITY MACHINING CONSTRUCTIONAL MATERIALS GROUP
Abstract. Completed complex research of phenomena accompanying the cutting of structural carbonaceous and alloyed steels at turning with advancing plastic deformation (APD) of the surface to be machined is created. By experiment established: the decrease of cutting forces, shavings shrinkage, wear of cutting tool, increase the surface quality and productivity by using turning APD.
Key words: turning, cutting, forces, wear, lifetime, cutting tool, roughness, advancing plastic deformation (APD), structural steel
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ГИДРОЦИКЛОНА С ДВУХСЛОЙНЫМ ТЕЧЕНИЕМ Голованчиков Александр Борисович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой «Процессы и аппараты химических производств» Ламскова Мария Игоревна, Филимонов Максим Игоревич, аспиранты кафедры «Процессы и аппараты химических производств» Новиков Андрей Евгеньевич, канд. техн. наук, доцент кафедры «Процессы и аппараты химических производств» Волгоградский государственный технический университет
Для сепарации и классификации неоднородных систем, включающих жидкую и (или) твёрдую фазы, применяются многочисленные аппараты и машины. Относительно простыми по конструкции и надёжными в работе остаются гидроциклоны, в которых процесс разделение происходит в поле действия центробежных и гравитационных сил. Аналитический обзор современных источников информации показывает, что расширение функциональных возможностей гидроциклонов обусловлено применением новых технических и технологических решений в их конструкции, созданием комбинированных систем с рециклическими связями.
С целью повышения степени очистки тонкодисперсных суспензий и эмульсий от побочных примесей предложена комбинированная установка, включающая гидроциклон, насосы, трубопроводную обвязку с необходи-
