Підвищення тривкості стрічкових пилок щодо спрацювання Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Нащональний лкотехшчний унiверситет Украши

Korsak V.I. The Analysis of Contact Interaction of Elastic Elements Lamellar the Vibration Insulator

The reverse task of contact interaction of the two linearelastic presymmetrically curved plates straightening of which during the installation leads to compression of multilayered elastic-damping sets of plates and creation of a uniform contact pressure on the interlayer surfaces of the plate packs of vibroinsulator was solved. The problem was being solved in a geometrically nonlinear formulation involving non-classical Tymoshenko theory of beams, taking into account the shear deformations and bending without imposing any restrictions on the size of displacement and rotation angles. In parametric form, the accurate expressions for generalized power loads coordinate medial surfaces curved plates, displacements and deformations of providing a given level of uniform contact pressure were obtained as well as analytical solutions for this problem in the linear setting.

Keywords: plate vibration insulator, multilayer spring, damping abilities compression the bent plates, inverse problem of contact interaction of plates.

УДК 674.053:621.935

П1ДВИЩЕННЯ ТРИВКОСТ1 СТР1ЧКОВИХ ПИЛОК ЩОДО СПРАЦЮВАННЯ

О.В. Пономарьова1,1.Т. РебезнюК

Трщина, як наслщок вад експлуатування та виготовляння шструменту, е основним пошкодженням, якого зазнають стрiчковi пилки шд час експлуатування. Тому розгля-нуто поширеш методи шдвищування тривкост поверхонь металевих конструкцш щодо спрацювання. На основi аналiзу вщомих втизняних та закордонних дослiджень установлено, що час до зароджування трiщин зразкiв пiсля гiдропневмоабразивного оброб-лювання значно зростае порiвняно з необробленими зразками. Обгрунтовано доцшь-шсть дослiджувань режимов гiдропневмоабразивного оброблювання для виробляння та готування стрiчкових пилок до роботи.

Ключовi слова: стрiчкова пилка, зубець, гщроабразивне оброблювання, напружений шар.

Вступ. В умовах жорстко!' ринково!' конкуренцií користувачi стрiчкових пилок, маючи меншi затрати на шструмент, хочуть отримувати високоякiсний продукт у бшьших кiлькостях. Це ставить новi вимоги перед виробниками. Стрiчковi пилки працюють у складних умовах, оскшьки на них дiють сила рь зання, сила натягування та згинання, що призводить до пошкоджування шстру-мента пiд час роботи.

Тому, мета дослщжування - проаналiзувати тепершш способи шдвишу-вання тривкостi стрчкових пилок щодо спрацювання.

Виклад основного матер1алу. Основним пошкодженням, якого зазнають стрiчковi пили тд тривалiстю експлуатування, е трiщини, що призводять до розривання полотна стрiчковоí пилки або до виривання зубцiв. Причини 'хньо-го утворювання можуть бути в неправильному готуванш iнструмента до роботи (загострюванш, вальцюваннi та розводженнi зубщв) та у неправильному експлуатуваннi (надшрний натяг на пилкових шювах, вади напрямнитв, неввд-повiднi режими роботи пилки) [1]. Також, тд тривалктю експлуатування стрiч-

1 acnip. О.В. Пономарьова - НЛТУ Украши, м. Львш;

2 проф. 1.Т. Ребезнюк, д-р техн. наук - НЛТУ Украши, м. Льв1в

264

Збiрник науково-техшчних праць

кова пилка розтягуеться й згинаеться за сталого циклiчного навантажування, що спричиняе зародження втомних трiщин та зменшуе ресурс п роботи.

Аналiз попереднiх досшджень показав, що е два способи тдвищити трив-кiсть роботи вузьких стрiчкових пилок щодо утворювання трщин, яш можуть призвести до подальшого розривання iнструменту. Перший - сповшьнювати зрос-тання утворених трiщин чи видаляти далянки iз трщинами. Через особливi умови роботи стрiчковоí пилки наявш способи сповшьнювати зростання трщин [2] е ма-лоефективнi, а видаляння длянок з трщинами - затратними для користувача.

Другий споаб полягае в запобiганнi утворювання трщин. Для цього вико-ристовують високоварткш матерiали з потрiбними якостями або ж отримувати потрiбнi фiзико-механiчнi властивосп недорогого iнструменту, обробляючи його робочi поверхнi.

Вiдомо достатньо велику кшьккть метод1в змiцнювання поверхневого шару металiв [3]. Змiцнювання метал1в i сплавiв за видом технологií подшяють на:

• термiчне (гартування, вщпалювання, вiдпускання тощо);

• механiчне (накатування, гiдроабразивне оброблювання, оброблювання кульками

чи роликами, алмазне вигладжування, дорнування тощо);

• хiмiко-термiчне (цементування, азотування, щанування, дифузiйна металiзацiя тощо);

• комбшоване.

Термiчнi та хiмiко-термiчнi методи грунтуються на структурних перетво-рюваннях матерiалу iнструменту та íх широко використовують у виробляннi стрiчкових пилок. Наприклад, гартування зубщв, що тдвищуе 1хню тривкiсть щодо спрацювання, та легування сталей, що пiдвишуе якiсть та варткть шстру-менту. Огляд останшх дослiджень показуе, що найперспективнiшим напрямком покращування експлуатацiйних показникiв iнструмента е змщнювання структу-ри його приповерхневого шару. До цього напрямку належать фiзико-термiчне оброблювання, електрофiзичне оброблювання, мехашчне оброблювання та нап-лавлювання легованим металом.

До фiзико-термiчного оброблювання належать такi процеси, як оброблювання лазерним променем i струменем плазми. До електрофiзичного оброблювання ввдносять такi процеси, як електроконтактне, електроерозiйне та ультраз-вукове оброблювання.

Мехатчним оброблюванням вважають змiцнювання вiбрацiею, фрик-цiйно-змiцнювальне оброблювання, карбування, вiбрацiйне оброблювання та пдроабразивне оброблювання.

Найбшьшого розповсюдження набув спосiб поверхнево-пластичного де-формування, застосування якого для деталей машин та шструменту з конструк-тивними концентраторами напружень - шлiци, зубщ, рiзi, галтелi - або експлу-атацiйними концентраторами - корозiйнi пошкодження, надрiзи, трiшини тощо значно покращуе íхнi фiзико-механiчнi властивостi [4].

Рiзноманiття метод1в поверхнево-пластичного деформування шарiв зумов-лене рiзноманiттям форм деталей та показнитв, що 1х потрiбно покращити. Умовно всi методи поверхнево-пластичного деформування можна подшити на

Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраУни

статичнi, ям Грунтуються на деформацiйних зусиллях вщ шструменту, що без-перервно контактуе з оброблюваною деталлю; та динамiчнi, при яких деформу-вання настае за ствудару робочих т1л з оброблюваною деталлю.

Унаслщок вiтчизняних та закордонних дослiджень виявлено, що пщвищу-ванню тривкостi щодо утворювання втомних трiщин сприяють залишковi нап-руження стиску на поверхнi iнструменту [4, 5], яких можна досягти за допомо-гою деформацiйних способiв змщнювання поверхонь та якi не призводять до змiни фiзико-механiчних властивостей усього шструменту.

У Фiзико-механiчному iнститутi ш. Г.В. Карпенка в рамках наукового проекту "Розроблення засобiв захисту вщ корозп елеменйв конструкцiй, об'еклв тривало! експлуатацп та продовження ресурсу 1хньо! роботи" було дослiджено зразки iз сталi Ст3 на утворювання втомних трщин [6], щоб визначити шляхи оптишзацш методiв i режимiв змiцнювального готування поверхнi перед нане-сенням на не! захисних покритлв. Зразки пiддавалися рiзним видам струминно-абразивного оброблювання, а саме: шсково-струминне, надзвукове термо-абра-зивне та гщропневмоабразивне оброблювання. Обробленi зразки випробували на циктчну довговiчнiсть за рiзних значень !хнього прогину на устаткованнi (рис.), що його розроблено у шституй для дослщжування кiнетики втомного руйнування за чистого згинання [6].

Рис. Принципова схемаустатковання: 1) електродвигун; 2) ексцентрик;

3) шатун; 4) важыь; 5) рухомий затискач; 6) зразок; 7) нерухомий затискач

Зразок 6, що його закроено у рухомому 5 та нерухомому 7 затискачах, згинають поворотом важеля 4. Величину прогинання зразка задають ексцентри-ком 2, що з'еднаний iз важелем 4 через шатун 3. Виявлено, що час до зароджу-вання втомно! трщини значно зростае для зразив тсля гщропневмоабразивно-го оброблювання порiвняно з необробленими зразками (у понад 20 разiв). Таи результата можна пояснити наявшстю рщини, що нiвелюе виникнення миттевих високих температур у зонi контакту абразиву з поверхневим шаром оброблювано! заготовки.

Умови навантажування зразкiв пiд час дослщжування - максимально наб-лиженi до умов роботи стрiчкових пилок. Однак дослщжування проведено тшьки для одно! стал1 Якщо дослiдити вплив гщропневмоабразивного оброб-

266

Збiрник науково-технiчних праць

лювання поверхонь на процес зароджування трiщин у CTpi4KOBHx пилках 3i сталей, що найпоширенiшi серед вiтчизняних споживачiв, та розробити рекомен-дацií оптимальних режимв оброблювання цих сталей ввдповщно до [6, 7], то можна значно шдвищити ресурс 1хньо1 роботи.

Висновки. Оскiльки метод деформування пiдбирають окремо для кожно1 групи деталей, то потрiбно:

1. Дослщити кiнематику зароджування та росту трщин у стрiчкових пилках, що

дасть змогу визначити rnraTKOBi умови для запобкання цьому явищу.

2. Додатково дослвдити рацiональнi режими гiдроабразивного оброблювання та

1хнього застосування для стрiчкових пилок.

Лiтература

1. Рекомендаци по догляду та експлуатацл с^чкових пилок для деревооброблення компанИ LENKER. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://lenker.pro/uk/

2. Патент на изобритение № МПК B27B33/00 Способ торможения распостьранения трещин в пиле / Г. Ф Прокофьев (RU), И.И. Иванкин (RU), Коваленко О.Л. (RU); Заявл. 27.04.2009; Опубл. 27.07.2010; Бюл № 3.

3. Попович В.В. Технологи конструкцшних матерiалiв i матерiалознавство. Практикум : навч. посiбн. [для студ. ВНЗ] за напрямом "1нженерна механка" / В.В. Попович, А.1. Кондир, Е.1. Плешаков та ш. - Львш : Вид-во "Свiт", 2009. - 551 с.

4. Каледин Б.А. Повышение долговечности деталей поверхностным деформированием / Б. А Каледин, П. А. Чепа. - Мн. : Изд-во "Наука и техника". 1974. - 230 с.

5. An introduction to slurry Blasting / Protecting coating Europe. - 2001. - Vol. 8, No. 9. - Pp.

31-37.

6. Комплексна програма наукових досладжень "Проблеми ресурсу i безпеки експлуатаци конструкций, споруд та машин" // Наука та шноваци : зб. наук. праць. - 2007. - Т. 3. - № 3. - С. 81-99.

7. Петросов В.В. Гидродробеструйное упрочнение деталей и инструмента / В.В. Петросов. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1977. - 167 с.

Надтшла до редакцп 06.09.2016р.

Пономарева О.В., РебезнюкИ.Т. Повышение прочности ленточных пил относительно износа

Трещина, как следствие дефектов эксплуатации и изготовления инструмента, является основным повреждением, которому подвергаются ленточные пилы во время эксплуатации. Поэтому рассмотрены распространенные методы повышения прочности поверхностей относительно износа. На основании анализа известных отечественных и заграничных исследований установлено, что время зарождения трещин в испытуемых образцах после гидропневмоабразиной обработки значительно возрастает в сравнении с не обработанными образцами. Обоснована целесообразность исследований режимов гид-ропневмоабразивной обработки для изготовления и подготовки ленточных пил к работе.

Ключевые слова: ленточная пила, зуб, гидроабразивная обработка, напряженный слой.

Ponomaryova O. V., Rebeznyuk I. T. Increasing of the Band Saws Strength

Cracks, as a result of manufacturing and instrument using flaws is a major damage, which band saw blades undergoing during the exploiting. The methods of increasing the strength of the band saws are considered. Based on the analysis of known national and foreign researches time to crack initiation of the test samples after abrasivejet treatment in comparison to untreated is greatly enhanced. It is recommended to investigate abrasivejet treatment conditions for manufacturing and the band saws preparation for work.

Keywords: band-saw, tooth, abrasivejet, strained surface.