CC BY
22
После вычисления Сспл по формуле, определяли относительное значение индекса
Сотн
ст , делением Сспл на наименьшее значение индекса стоимости для сплавов в ГОСТе5632. Наименьший индекс стоимости имеет сталь 08Х13 С40Х13= 3,37. Таким образом, был получен диапазон относительной стоимости ССт," и ширины стоимостного ряда Я (таблица 2) по 18 группам специальных сталей и сплавов 1.1-6.3.
Анализ ширины стоимостного ряда для функциональных групп высоколегированных сплавов показывает, что для ряда групп сплавов представляются широкие возможности повышения эффективности применяемых материалов. Так в функциональных группах 1,1, 2.1, 2.2, 2.3, 3.2, 3.3, 6.1 и 6.3 возможно кратное снижение стоимости материала за счет рационального выбора марки сплава.
На рисунке представлены гистограммы индексов стоимости для железоникеле-вых сплавов по ГОСТ5632 (группы 6.1-6.3 в таблице 2).
Список литературы
1. Гуляев, А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1977.
2. Лахтин, Ю.М. Леонтьева В.П. Материаловедение/ Ю.М.Лахтин, В.П.Леонтьева.- М.: Машиностроение, 1980.
УДК 621.891
А.В. Лапшин, Л.В. Лукиенко
Новомосковский институт Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева, Новомосковск, Россия
РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ БИТУМОПЛАВИЛЬНИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Results of experimental researches энергосберегающей additives to lubricants SXL-06 on semiindustrial installation in-process circumscribed. It is offered to use this additive for raise of efficiency of use bitumen-melting plant continuous-control. Recommendations on raise of safety of production are developed.
В работе описаны результаты экспериментальных исследований энергосберегающей присадки к смазочным материалам SXL-06 на полупромышленной установке. Предложено использовать эту присадку для повышения эффективности использования битумоплавильни непрерывного действия. Разработаны рекомендации по повышению безопасности производственного процесса.
Имеющиеся тенденции развития производства в России предъявляют повышенные требования прежде всего к безопасности, в частности, экологической, эксплуатируемого оборудования. При этом, в качестве важнейшего показателя должен быть использован ресурс и разработчикам и эксплуатационникам необходимо стремиться к его повышению.
Объектом исследования является битумоплавильня непрерывного действия Д506 предназначенная для выпаривания влаги из предварительно разогретых в хранилище до жидкотекучего состояния чёрных вяжущих материалов - битумов и дёгтей, нагрева их до рабочей температуры и выдачи потребителю. Битумоплавильня состоит из следующих основных узлов и имеет технические характеристики:
Производительность при подаче сырого битума с температурой 900 С при влажности 1% - 5 т/ч; геометрическая ёмкость жаротрубного, теплоизолированного котла - 14
3 3 «-»
м ; максимальная рабочая ёмкость котла - 8,5 м ; вид топлива - мазут топочный 40; общая установленная мощность двигателей - 15,6 кВт; насос топливный шестерёнчатый, производительностью 2,6 л/мин; мощность двигателя к топливному насосу - 0,6 кВт; частота вращения - 1500 об/мин; насос битумный шестерёнчатый (модель -Д171А, подача битума за один оборот - 1,8 л, число оборотов в минуту - 280 об/мин); редуктор шестерёнчатый одноступенчатый.
Проведённый анализ производственного процесса показал, что для обеспечения его безопасности необходима разработка ряда мероприятий: контроль температуры продукта, расчёт необходимого и достаточного избыточного давления. Представляется целесообразным для повышения ресурса редуктора использовать смазку с использованием присадки, разработанной на кафедре «Техническая механика» НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева.
Испытания проведены на установке (рисунок 1). Испытуемый подшипник скольжения представляет собой обойму с бронзовым вкладышем I, устанавливаемую кон-сольно на конце шпинделя 3 вращающегося в двух шарикоподшипниковых опорах от двигателя через ременную передачу. Нагружение подшипника радиальной силой осуществляется путем поворота рукоятки 9. Лента 5 тянет обойму 4 вверх, которая прижимается к вращающемуся против часовой стрелки шпинделю.З. Усилие натяжения ленты определяется по показанию стрелки индикатора 8, установленного на динамометре 7. Измерительное устройство для момента трения состоит из укрепленного на обойме 4 рычага 10 и установленных на стойке 6 неподвижного кронштейна 11 с индикатором 12, и качающегося кронштейна 14 с силовой пластинчатой пружиной 13. На кронштейне I4 устанавливается индикатор 15. Ножка верхнего индикатора 12 упирается в рычаг 10, а ножка нижнего индикатора 15 в силовую пружину 13. Качающийся кронштейн закреплен на стойке 6 и может поворачиваться винтом 16 вокруг оси 17. Для уравновешивания рычага 10 служит груз 2, перемещающийся по резьбе по штанге, укрепленной с противоположной стороны рычага 10 на обойме 4. Смазка подшипника скольжения осуществляется из бачка, расположенного в верхней части корпуса шпинделя. Подача масла происходит по гибкому трубопроводу и регулируется во время работы краном. Вначале эксперимента включается мотор и измеряется деформация пружины без нагрузки, затем увеличивается на обойму шпинделя нагрузка ступенями 100, 200, 300, 400, 500 кг. и при каждом нагружении изменяется деформация пружины, значение которой снимаются с индикатора 15. Не останавливая мотора, снимают по ступеням нагрузки до нуля. Опыт повторяется два-три раза. Чтобы исключить появление дополнительного момента, обусловленного изгибом ленты 5, рычаг 10 необходимо установить в первоначальное положение. Для чего вращением винта 16 качающийся кронштейн 14 с пружиной поднимается вверх до тех пор, пока стрелка верхнего индикатора 12 не установится на нуль. В этом положении отсчитываются показания нижнего индикатора 15 и переводятся в усилие или момент.
Анализ результатов испытаний позволяет подтвердить сделанный вывод о перспективности разработанной присадки «SXL-06». Так для масла М10Г2К (Кинематиче-
2 0 „ ская вязкость 11,18 мм /с при 100 С, массовая доля механических примесей 0,014%)
очевиден выигрыш, так как при концентрации присадки 2 и 2,5%, коэффициент трения на 35% меньше, чем у масла ESSO и Ravenol. (см. рисунок 1)
Изучение эффективной концентрации присадки позволило установить, что для масла М10Г2К эта величина составляет 2,16%. Этот вывод можно проиллюстрировать результатами представленными на рисунке 2 (коэффициент детерминации для аппрок-
^ и 2 „ и
симирующей прямой R =0,92). Уравнение аппроксимирующей кривой имеет вид:
f = 0,0009с2 - 0,0039с + 0,0068
Для определения минимального значения коэффициента трения проведём исследование функции на экстремум, для чего вычислим производную:
= 0,0018с - 0,0039 = 0,
ёс
0 0039
Откуда с = —-= 2,16%
0,0018
Рис. 1. Схема испытательной установки
-•- ЕЗЭО —ш- М8У 2% —А— Ка^по! ■■ ТАД-17 —ш— М10Г2К 2,5%
—ш- М10Г2К 2% -1- М 1 0Г2К 1 % - М10Г2К 0,5% -ТАД-1 7 1 , 3% М10Г2К 1 ,3%
Рис. 2. Зависимость коэффициента трения от тягового усилия для различных масел
Концентрация присадки в масле,%
♦ М10 Г2 К Аппроксимирующая кривая
Рис. 3. К определению рациональной концентрации присадки 8ХЬ-06
В качестве направления дальнейших работ можно отметить необходимость расширения базы экспериментальных данных по использованию разработанной присадки за счёт исследования масел других марок, например, И30, И-40, а также организацию, подготовку методики и проведение промышленных испытаний исследуемой присадки.
УДК 621.785
СВ. Шелехов, Б.П. Сафонов, А.В. Бегова
Новомосковский институт Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева, Новомосковск, Россия
О ПОВЫШЕНИИ НАДЕЖНОСТИ СИЛОВЫХ ДЕТАЛЕЙ МАШИН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАЛЕЙ В ВЫСОКОПРОЧНОМ СОСТОЯНИИ
В статье исследовалась взаимосвязь механических свойств сталей с различной термообработкой. Предпочтительно использовать в химическом машиностроении высокопрочные стали.
Материалы, используемые для изготовления ответственных деталей машин (сварные конструкции, упругие и силовые элементы), должны удовлетворять условию надежности, т.е. способности, сохраняя свои эксплуатационные показатели, выполнять заданные функции в течение заданного срока службы. Первым критерием надежности является способность сопротивляться хрупкому разрушению, которое значительно возрастает при использовании сталей в высокопрочном состоянии (высокопрочной считается сталь, имеющая предел прочности оВ > 1700 МПа). Для обеспечения надежности материала при эксплуатации он должен иметь определенный запас пластичности и вязкости. В машиностроении принято считать металл надежным по пластичности при 5>15% и ¥>45%. Вторым критерием надежности является вязкость металла. Сталь допускается к использованию, если ее ударная вязкость составляет KCU>30 Дж/см2.
Исследовалась взаимосвязь ударной вязкости и прочности термообработанных сталей различного назначения. Для уровня ударной вязкости KCU=30 Дж/см2 имеем: диапазон изменения предела прочности составляет порядка 1000 - 2000 МПа (для закалки и низкого отпуска сталь 40 имеет аВ =932 МПа, сталь 40ХГСН3ВА имеет аВ =2000 МПа). Так для ударной вязкости на уровне KCU=30 Дж/см2 возможно повышение показателей прочности сталей до 3 -х раз, что позволяет увеличить допускаемое напряжение стали.
Было проведен анализ зависимости относительной массы передачи от предела прочности (рис. 1). Относительную массу передачи определяли по формуле:
т2
\?и, ]
КГ
где [аН1], [аН2 ] - допускаемые контактные напряжения материала колес; индекс "2" присвоен базовой стали 40, имеющая аВ =670 МПа, [аН]=447 МПа.
Трехкратное повышение допускаемого напряжения возможно при использовании конструкционных материалов в высокопрочном состоянии, например, мартенситно - стареющих сталей, легированных N1, Со, Мо и Т1, а также среднелегированных сталей типа 50ХН2МФА - Ш после рафинирующего переплава.
2
т
= 3
