CC BY
48
Проведение подобных изысканий позволит выбрать наиболее перспективные направления в разработке новых инновационных технологий расснаряжения боеприпасов, подлежащих утилизации.
V. Y. Sladkov, Y. V. Dudina
THE PERSPECTIVE METHODS OF DEMILITARIZATION AND RECYCLINGS OF AMMUNITION
Perspective methods demilitarization and recyclings of the usual ammunition are considered to raise the productivity of extraction’s process of explosive equipment, and to provide it’s use for manufacturing of explosives with the set properties.
Key words: recycling, ammunition, explosives, demilitarization, hydrojet technologies.
УДК 621.91
Д.С. Корнаков, асп., (4872) 35-18-79, котакоу 4872@mail.ru.
Ю.В. Дудина, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-24-88 (Россия, Тула, ТулГУ)
СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ НА СТРУЖКУ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
В статье предложена конструкция регулируемой форсунки для подачи охлаждающей жидкости в зону резания, которая обеспечивает снижение тепловой нагрузки на стружку, как засчет ее охлаждения, так и засчет ее дробления.
Ключевые слова: регулируемая форсунка, охлаждаюгцая жидкость, дробление стружки, тепловая нагрузка, взрывчатое вегцество, механическая обработка.
Увеличение объемов механической обработки зарядов взрывчатых веществ (ВВ) при изготовлении новых изделий и при извлечении их из корпусов утилизируемых боеприпасов требует нового подхода к решению вопросов обеспечения безопасности данной операции. При проведении механической обработки ВВ необходимо учитывать возможность воспламенения и детонации обрабатываемого материала в случае его нагрева под воздействием режущего инструмента. В связи с этим актуальной является задача разработки способов снижения тепловых нагрузок, воздействующих на деталь и стружку с целью обеспечения гарантированного отсутствия не только детонации, но и заметного разложения ВВ.
Проведенные исследования [1] показали, что наибольшему нагреву при механической обработке деталей из ВВ подвергается поверхность стружки, соприкасающаяся с передней поверхностью резца. При этом температура стружки существенно зависит от времени ее контакта с резцом и наличия охлаждающей жидкости. Эти обстоятельства являются решающими при выборе способа смазки и охлаждения зоны резания, который помимо этого может обеспечить и слом стружки, уменьшая время ее контакта с режущим инструментом, о чем свидетельствует зависимость, представленная на рис. 1.
31+
т, к
361 55*
551 14*
341 •Ц*
аи л»
311
ш
Рис. 1. График зависимости максимальной температуры нагрева стружки Т от ее длины Ь при механической обработке ВВ с охлаждением
Из данной зависимости видно, что уменьшение длины стружки значительно снижает максимальную температуру ее нагрева, причем в наибольшей степени этот эффект проявляется при длине стружки меньше 2 мм. Для осуществления заданного дробления стружки было предложено использовать плоскую регулируемую форсунку (рис. 2, а) для подачи СОЖ на переднюю поверхность резца под углом © из сопла, находящегося на некотором расстоянии X(рис. 2,6).
Рис. 2. Схемы регулируемой форсунки: а - конструкция, б - схема обработки
Регулируемая форсунка (см. рис. 2, а) состоит из корпуса 1 с каналом для подачи охлаждающей среды и соосно с ним установленную вставку с соплом с регулируемым выходным сечением. Вставка с соплом выполнена сборной и содержит диффузор 2 и регулятор расхода 3. Диффузор 2 выполнен в виде полых неподвижных цилиндрической и конической с прорезью, частей, на выходе которой закреплены две параллельные пластины. В прорезь конической части и в зазор между пластинами вставляются лепестки регулятора расхода 3, выполненного в виде цанги с поса-
дочнои цилиндрическом поверхностью, закрепленной на цилиндрическои части диффузора 2. Корпус 1 выполнен в виде полого цилиндра с выходным отверстием, имеющим коническую поверхность с возможностью изменения положения лепестков регулятора расхода 3, за счет осевого перемещения корпуса по резьбе цилиндрической поверхности регулятора расхода.
При накручивании на цилиндрическую поверхность регулятора расхода 3 корпуса 1 происходит его осевое перемещение, в результате которого обжимаются концы лепестков регулятора расхода 3, что приводит к изменению ширины выходного сечения, образованного двумя параллельными пластинами диффузора 2 и лепестками регулятора расхода 3. Ширина выходного сечения определяется шириной образующейся стружки Ь для конкретного случая обработки.
Принцип работы регулируемой форсунки заключается в том, что жидкость из трубопровода, проходя через цилиндрическую и коническую части диффузора 2, ускоряется и попадает в прямоугольное выходное сечение, образованное двумя пластинами диффузора 2 и лепестками регулятора расхода 3.
Из форсунки охлаждающая жидкость подается струей на режущий инструмент и стружку под давлением р, обеспечивающим слом и унос срезаемого материала.
При этом длина образующейся стружки для конкретного случая обработки, определяется по зависимости:
Г и а Ь
Ь= сг ---,
где [сг] - предел прочности обрабатываемого материала на изгиб, а - толщина срезаемого слоя, Ь - ширина среза, /*’- сила давления струи
р = УЕРг5 = ЦРг'с1х'ь >
г г
где йбс - шаг по оси х, Ь - ширина среза, - давление в /-м сечении смазочного слоя (рис. 2, б) [2]:
Р,+1
6У Р,+—г1
К
Ї+1
к
| _ ср
к
dx
і+1 у
где И - толщина смазочного слоя, кср - средняя толщина смазочного слоя, г} - динамическая вязкость СОЖ, V — скорость относительного движения поверхностей, разделенных смазочным слоем (в нашем случае скорость резания).
Давление в первом сечении смазочного слоя
Р\ =
ри
где и - скорость струи СОЖ в первом сечении смазочного слоя [3]:
и =
1,2и0 сое ®
%
2
где щ - скорость струи в выходном сечении, А - константа (для плоской струи А ~ 0,1 [3]), 2В - толщина выходного сечения.
Температура образующейся стружки зависит от ее длины, которая в свою очередь, определяется давлением подачи СОЖ и геометрическими параметрами ©, Хи В. Ниже представлены графики снижения температуры стружки за счет ее дробления от указанных выше параметров при различных давлениях подачи струи (1 -р = 0,3 МПа, 2 -р = 0,5 МПа, 3 -р = 1,0 МПа, 4 -р = 1,5 МПа), для ВВ [а] = 21 МПа, а = 1 мм, Ъ = 1,4 мм (рис. 35).
Рис. 3. Зависимость снижения температуры стружки А Т от угла падения струи О
Рис. 4. Зависимость снижения температуры стружки А Т от расстояния между соплом и передней поверхностью инструмента X
Рис. 5. Зависимость снижения температуры стружки АТ от толщины выходного сечения сопла 2В
Анализ полученных результатов показывает, что для обеспечения наибольшего эффекта дробления необходимо использовать высоконапорное струйное охлаждение с давлением подачи струи р от 1,0 до 2,5 МПа, при этом угол наклона струи © к передней поверхности резца должен лежать в пределах от 30 до 50°, а расстояние X от среза сопла до передней поверхности режущего инструмента - в пределах от 5 до 7 мм. Размеры выходного сечения сопла должны обеспечивать не только эффект дробления, но и минимальный расход охлаждающей жидкости, поэтому наиболее приемлемый размер толщины выходного сечения сопла 2В от 0,5 до 1 мм.
Таким образом, применение регулируемой форсунки предлагаемой конструкции повышает безопасность работ при механической обработке ВВ при различных параметрах режимов резания путем дробления, что уменьшает время ее контакта с передней поверхностью режущего инструмента, через которую происходит основной нагрев, а снижение температуры уменьшает вероятность воспламенения или детонации.
Список литературы
1. Корнаков Д.С. Моделирование теплового взаимодействия топливного заряда с режущим инструментом // Материалы докладов VII региональной научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов». Тула: ТулГУ, 2008. С. 63 - 68.
2. Трение, износ и смазка (трибология и триботехника) / под. общ. ред. А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 2003. 576 с.
3. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Физматлит, 1960.
716 с.
D.S. Kornakov, Y.V. Dudina
THE WAY OF REDUCTION OF THE HEAT LOAD ON SHAVING UNDER MECHANICAL PROCESSING PROPELLENT
Design of the controlled injector is offered in the article for presenting coolling liquid in cutting zone, with providing the reduction of heat loading on shaving, both to account of its cooling, and to account of its crushing.
Key words: controlled injector, coolling liquid, the crushing of shaving, heat loading, propellent, mechanical processing.
УДК 669.715.539.52
И.В.Тихонова, канд. техн. наук (4872) 35-05-81, fmm@tsu.Tula.ru.
М.В. Жуков, студент, (4872) 35-05-81,
A.B. Маляров, соискатель, (4872) 35-05-81,
B.C. Ярмоленко, студент, (4872) 35-05-81 (Россия, Тула, ТулГУ),
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ НАГРЕВА НА ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЕ И ПЛАСТИЧНОСТЬ АЛЮМИНИЕВЫХ ПРОВОДНИКОВ
Выявлены закономерности изменения электрического сопротивления и пластичности алюминиевых проводников в зависимости от режимов нагрева, которые имеют актуальное практическое использование.
Ключевые слова: температура, электросопротивление, пластичность, алюминий, проводник, металловедческая экспертиза.
Традиционно электропроводку в домах делали преимущественно алюминиевым проводом в одинарной изоляции (АППВ) в силу дешевизны материала по сравнению с медью. В настоящее время идет активная кам-
