CC BY
46
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 5 / 2018.
которое смонтировано на шасси МТЧ-4. Назначением ЛП-18АЛМ является сбор поваленных деревьев (хлыстов) и трелевка их на лесопогрузочный пункт, а также выравнивание комлей хлыстов и уплотнение штабеля, выравнивание трелевочных волоков и погрузочных площадок.
ЛТ-187 используется для подбора пачек деревьев объемом до 10 м3, которые были сформированы валочно-пакетирующими машинами. Кроме этого машина используется для выравнивания торцов комлей хлыстов на погрузочной площадке, поперечного перемещения деревьев для их подачи в зону работы сучкорезной машины с помощью толкателя. Навесное оборудование машинысмонтировано на шасси машины трелевочной МТЧ-4 и включает стрелу, захват, механизм привода захвата, гидросистему и защитные устройства.
Следует отметить, что техника рассмотренных российских производителей лесозаготовительных машин характеризуется низкой стоимостью, хорошим качеством, надежностью, безопасностью, ремонтопригодностью, благодаря чему оборудование служит достаточно длительный срок. Список использованной литературы:
1. Лесозаготовительная техника. АЗСМ «ПРОГРЕСС». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.азсм.рф, свободный. - (дата обращения: 23.04.2018).
2. Лесозаготовительная техника. Алтайлесмаш. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.altailesmash.ru/, свободный. - (дата обращения: 23.04.2018).
3. Продукция. Онежский тракторный завод. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://otz.tplants.com//, свободный. - (дата обращения: 23.04.2018).
4. Трелевочный трактор Т-147. ОАО "АОМЗ". [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://aomz-abakan.ru//, свободный. - (дата обращения: 23.04.2018).
5. Клубничкин, В.Е. Моделирование движения гусеничных машин по лесным дорогам / В.Е. Клубничкин, Е.Е. Клубничкин, В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин, А.В. Редкозубов, В.В. Беляков // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. - 2016. - № 1. - С. 171-176.
6. Клубничкин, В.Е. О проходимости лесозаготовительных машин на гусеничном ходу и агрегатных машин на их базе / В.Е. Клубничкин, Е.Е. Клубничкин, , В.С. Макаров, Д.В. Зезюлин, В.В. Беляков // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2016. № 4. С. 169-175.
7. Klubnichkin, V.E. Model to calculate loading of transmission elements at controlled curvilinear motion of the tracked timber harvesting machine / V.E. Klubnichkin, E.E. Klubnichkin, V.I. Zaprudnov, L.D. Bukhtoyarov, S.V. Malyukov, D.Yu. Druchinin // Лесотехническийжурнал. - 2015. - Т. 5. № 2 (18).-С. 166-176.
© Козлов И.В., Рогачев Д.И., 2018
УДК 621.357.1
Я.В. Коробейникова
Магистрант ФГБОУ ВО «ВятГУ»,
С.Л. Фукс
канд. техн. наук, доцент ФГБОУ ВО «ВятГУ»,
Ю.С. Михалицына Аспирант ФГБОУ ВО «ВятГУ», г. Киров, РФ
ПОЛУЧЕНИЕ ДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ БЛЕСТЯЩЕГО НИКЕЛИРОВАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЗОЛЫ ТЭЦ
Аннотация
В статье рассматривается процесс осаждения композиционных электрохимических покрытий из
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 5 / 2018.
электролита, блестящего никелирования с применением золы тепловой электростанции. Представлен анализ полученных результатов микротвердости, декоративных и магнитных свойств, с целью использования композиционного электрохимического покрытия на практике.
Ключевые слова
Никелирование, зола, ферромагнетик, микротвердость, покрытие, электролит.
Одним из наиболее распространенных процессов улучшения декоративных свойств является электрохимическое никелирование. При этом возможно получение покрытия с блестящей поверхностью. Для длительной службы этого покрытия, работающего в условиях трения, требуется высокая износостойкость. Увеличение этого показателя возможно при нанесении толстослойного покрытия или путем замены его на композиционное электрохимическое покрытие (КЭП) с дополнительным свойством шероховатости. Придание КЭП блеска и шероховатости возможно при использовании в качестве дисперсной фазы любых достаточно крупных (до 150-200 мкм) частиц. Например, может быть использована зола уноса теплоэлектростанций (ТЭЦ). Ввиду того, что частицы золы уноса обладают рядом специфических характеристик, таких как повышенная твердость, и высокие магнитные свойства за счет наличия большого количества частиц железа и его оксидов.
Таким образом актуальностью является получение КЭП никель-зола уноса, который может быть применен в условиях, где востребованы эти свойства (в магнитных размыкателях приборов и др.).
Целью данной статьи являлось изучение возможности получения композиционного покрытия никель - зола и определение его физико-химических характеристик.
Установка электрохимического никелирования состоит из рабочей ванны, в которую помещались анод и катод, которые подключались к источник питания Matrix MPS-3003LK-1 [1].
Для экспериментов использовались плоские стальные пластины марки 45ХН2МФА размером 3,9 х 6 см. Предварительно пластина перед процессом нанесения электрохимического покрытия очищалась от масляных загрязнений последовательным погружением в обезжиривающий щелочной раствор NaOH (20 г/л) и N2CO3 (20 г/л) при температуре 85-90 оС, 10 мин, и с целью удаления тонких слоев оксидов в кислый раствор активации HCl (200 г/л) и уротропина (0,5 г/л) при температуре 30-50 оС, 1 мин. Процесс никелирования и нанесения композиционного покрытия осуществляется в растворе, содержащем NiSO4-7H2O (280 г/л), №СЬ6ШО (45 г/л), борную кислоту (30 г/л), сахарин (1 г/л), при температуре 55-60 оС, pH 4-4,5, 25-45 мин и плотности тока 0,5-3,0 А/дм2 [2]. Покрытие КЭП отличается от электрохимического нанесения никеля тем, что в состав электролита добавлялась зола уноса.
Проверку качества, нанесенного КЭП никель-зола уноса производилась путем осмотра внешнего вида, испытания механических свойств и определения толщины и с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). Определение микротвердости никелевых покрытий, которые предназначены для защиты изделия от механического износа заключается в том, что в покрытие проверяют с помощью алмазной пирамиды при нагрузке на неё 200 г. Величиной твердости является сопротивление, оказываемое предметом при испытании [3,4].
На основании полученных результатов определяется выход по току [5].
Основными показателями качества КЭП никель-зола уноса являются его физические характеристики, состав, микротвердость, толщина.
Для изучения этих свойств на основании полученных результатов экспериментов были построены зависимости выхода по току от плотности тока как никелевого покрытия, так и КЭП никель-зола уноса КЭП никель-зола уноса.
Результаты представлены на рисунке 1. Здесь же приведены данные по количеству золы уноса в КЭП.
Из рисунка 1а вино, что с ростом плотности тока выход по току увеличивается для никелевого покрытия до 94-98 %, а для КЭП никель-зола уноса максимальный выход по току 65-66 % наблюдается при Дк = 0,5 А/дм2 и снижается от 45 до 52 % в интервале Дк = 1 - 3 А/дм2.
Содержание золы (рисунок 1б) также возрастает при Дк = 0,5 - 1 А/дм2 и затем падает до 20 % при Дк
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 5 / 2018.
= 1 - 1,5 А/дм2. После чего наблюдается некоторое увеличение содержания золы в КЭП никель-зола уноса до 27 - 32 %.
Рисунок 1 - Данные выхода по току: а - зависимости выхода по току от Дк = 0,5 - 3 А/дм2 в электролите блестящего никелирования и в электролите КЭП; б - зависимость процентного содержания
золы от плотности тока
Визуальные наблюдения показали, что КЭП никель-зола уноса и никелевое покрытие имеют блестящую поверхность с неглубоким питтингом, количество которого снижается с ростом плотности тока.
На основании полученных результатов была получена зависимость концентрации золы уноса от толщины КЭП никель-зола уноса при различном времени осаждения и определена микротвердость. Результаты представлены на рисунке 2.
б) а)
Рисунок 2 - Зависимость микротвердость от толщины покрытия: а - зависимости в электролите блестящего никелирования и в электролите КЭП; б - зависимость процентного содержания золы от толщины покрытия
Из рисунка 2а видно, что зависимость имеет минимум при толщине КЭП никель-зола уноса равной 26 - 28 мкм. Микротвердость КЭП никель-зола уноса ниже чем у никелевого покрытия в 1,5 - 1,7 раза. Это обусловлено нахождением в КЭП У -железа, являющегося магнитной фракцией золы.
Изучение связи между физическими свойствами КЭП никель-зола уноса и его состава осуществлялось с использованием результатов электронной микроскопии.
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X
№ 5 / 2018.
В таблице 1 приведены средние элементные составы КЭП никель-зола уноса.
Таблица 1
Условия осаждения Содержание элементов в весовых %
Ni C O Na Al Si S Cl K Ca Ti Fe
Никелевое покрытие Дкат = 3 А/дм2, t=35 мин 77,74 15,94 3,75 1,71 - - - 0,52 0,24 0,12 - -
КЭП никель + зола Дкат=2,5 А/дм2, 1=25 мин 77,37 12,19 6,52 0,19 1,05 - - 0,04 0,09 0,20 - 0,70
КЭП никель + зола Дкат=3 А/дм2, 1=25 мин 45,06 20,65 21,67 0,22 4,07 6,49 0,11 0,03 0,33 0,54 0,21 0,64
КЭП никель + зола Дкат=3 А/дм2, 1=35 мин 46,02 22,83 20,33 0,22 4,01 5,24 0,13 0,03 0,22 0,28 0,16 0,58
Среднее 61,55 17,90 13,07 0,59 3,04 5,87 0,12 0,16 0,22 0,29 0,19 0,64
Результаты определения структуры покрытий (морфология) представлены на рисунках 3 и 4. На рисунке 3 представлена морфология никелевого покрытия.
а) б)
Рисунок 3 - Структура никелевого покрытия при условиях: а -т=35 мин, при плотности тока = 3 А/дм2
(увеличение в 100 раз); б - увеличение в 1000 раз
Огромное количество дислокаций в результате формирования никелевого слоя на стальной подложке должно приводить к изменению микротвердости никелевого покрытия - её увеличения. Это видно из сопоставления литературных данных [6] и результатов, приведенных на рисунке 1а.
На рисунке 4 представлена морфология композиционного покрытия, которая существенно отличается от слоя электролитического никеля.
а) б)
Рисунок 4 - Структура покрытия КЭП никель - зола уноса при условиях: а -т=25 мин, при плотности тока = 2,5 А/дм2; б - т=25 мин, при плотности тока 3 А/дм2 (увеличение в 100 раз)
Известно [7], что в условиях осаждения никеля на металлическую поверхность формируется слой с элементарной ячейкой гранецентрированного куба (ГЦК). Изображенные частицы на рисунке 3а,
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 5 / 2018.
полученные при электролизе в присутствии магнитных частиц золы уноса (железа), имеют кубическую форму. Особенно это заметно при обрастании частиц железа. На строение кристаллической структуры никеля влияет также количество дислокаций. Проявление влияния дислокаций на структуру покрытия зависит от их количества. При большом количестве дислокаций структура крупных частиц представляет собой сферы (рисунок 4 б). Заключение
Исходя из морфологии КЭП никель - зола установлено, что покрытия имеют специфические свойства, обусловленные природой металла (никеля или железа), а также кристаллической структурой зерен никеля, формирующихся при электролизе без изменения структуры железа, являющегося основным компонентом магнитной фракции зол уноса. При дальнейшем заращивании частиц золы никелем, твердость КЭП максимальна при толщине 4 мкм и увеличивается более чем в 2 раза. Последующее наращивание слоев КЭП приводит к повышению равномерности и снижению микротвердости. Микротвердость остается постоянной в интервале толщин 8 - 26 мкм и не достигает микротвердости никеля. Список использованной литературы:
1. Виноградов С.С. Организация гальванического производства. Оборудование, расчет производства, нормирование. М.: Глобус, 2005. 256 с.
2. Грилихес, С.Я. Обезжиривание, травление и полирование металлов. СПб.: Машиностроение, 1983. 101 с.
3. Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу. М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1987.
4. Савкин, А. Н. Твердость материалов: Методические указания. Волгоград: гос. техн. ун-т., 2004. 16 с.
5. Шлугер, М.А. Гальванические покрытия в машиностроении. М.: Машиностроение, 1977. 293 с.
6 Вансовская, К.М. Металлические покрытия, нанесенные химическим способом. Л.: Машиностроение, 1985. 101 с.
7. Клепиков, В.В. Технология машиностроения. М.: Форум: Инфра-М, 2004. 860 с.
© Коробейникова Я.В., Фукс С.Л., Михалицына Ю.С., 2018
УДК: 620.9
Валерий Павлович Степаненко;
к.т.н., с.н.с., доцент кафедры ЭЭГП МГИ НИТУ «МИСиС», Москва.
e-mail: [email protected] Анна Афанасьевна Дедюкина; магистр кафедры ЭЭГП МГИ НИТУ «МИСиС», Москва.
e-mail: [email protected]
ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОНОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В РЕСПУБЛИКЕ САХА (ЯКУТИЯ)
Аннотация
В настоящей статье рассмотрены вопросы повышения ресурсосбережения и энергоэффективности автономных электростанций в Республике Саха (Якутия). С учетом расходов на доставку дизельного топлива стоимость электрической энергии на дизель-генераторных электростанциях в Якутии достигает 24 руб/кВтч. Использованием автономных гибридных электростанций, конвертацией дизельных двигателей на водородное топливо, применением топливных элементов можно добиться повышения экологической безопасности, энергоэффективности и снижения расхода дизельного топлива на 30-50%.
