CC BY
46
Учитывая, что уравнение (9) после логарифмирования примет вид
ln-^- = кэ T,
Др» э
и подставляя в уравнение (6) получим:
T=Q nicoPx
(10)
(11)
Ь ¥ 1Рз
По результатам исследований эффективности очистки известно [2], что между средней (50 %) тонкостью фильтрации d05 и коэффициентом очистки П существует зависимость:
П = 0,504^0,05, 530.
Параметр со в уравнении (9) имеет размерность кг/кг.
На рис. 2 приведены обобщенные результаты эксплуатационных испытаний [3].
Анализ результатов испытаний показывает, что обобщенная ресурсная характеристика фильтрующих элементов удовлетворительно описывается уравнением вида:
ln-Ap = exp(2,742T).
Apo
(12)
Тогда уравнение изменения гидравлического сопротивления фильтрующих элементов, выполненных на основе бумаги или картонов, с учетом (11) и (12) примет вид
APi = APoi exP
2,742
Qi ПіСоРт
Fi ¥ іЬіРз
(13)
Уравнение ресурса фильтрующих элементов в общем виде:
Qi =
Fi ¥ іЬіРз ln Ap1
(14)
2,742П1СоРт АРо1 Тогда уравнения ресурса фильтрующих элементов ФГО и ФТО с учетом (14) будут:
0
0,2
0,4
0,6
Рис. 2. Обобщенная характеристика эксплуатационного ресурса фильтрующих элементов
для фильтра грубой очистки
Qr =
Fr ¥ г ЬгРз
ln
Apr
2,742ПгСоРт Apo для фильтра тонкой очистки
Qт = -
F¥ тЬтРз
ln
APт
(15)
(16)
2,742(1 -пт )ПтсоРт apgt
Уравнения (15) и (16) характеризуют ресурс фильтрующих элементов системы очистки топлива в дизельных двигателях машин и могут быть использованы при разработке новых конструкций фильтров и систем фильтрации топлива. Кроме того, они позволяют также решить и ряд других задач проектирования систем очистки топлива, например определение площади фильтрующего материала, обеспечивающего требуемый ресурс работы фильтра.
Список литературы
1. Баширов, Р.М. Надежность топливной аппаратуры тракторных и комбайновых дизелей / Р.М. Баширов [и др.]. — М.: Машиностроение, 1978. — 184 с.
2. Удлер, Э.И. Фильтрация углеводородного топлива / Э.И. Удлер. — Томск: Изд-во Томского университета, 1981. — 155 с.
УДК 631.312.02.004.67
А.В. Колпаков, канд. техн. наук, доцент
ФГОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»
технология упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин
Р
есурс рабочих органов почвообрабатывающих ному изнашиванию. Снизить интенсивность это-
машин и орудий в значительной степени зави- го вида изнашивания возможно за счет каких-либо
сит от материала заготовки и способа упрочнения. воздействий, позволяющих упрочить рабочую поДанные детали подвержены в основном абразив- верхность. Сохранение геометрических параметров
54 ------------------------------
рабочих органов обеспечивает качественную обработку почвы и снижает тяговое сопротивление агрегата.
Применяемые на ремонтных предприятиях и предприятиях-производителях способы упрочнения сравнительно дороги и требуют значительных трудовых затрат. Наиболее эффективным процессом является технология упрочнения поверхности рабочих органов путем насыщения поверхностного слоя углеродом до получения структуры белого чугуна. Этот способ не требует дорогостоящего оборудования и слишком больших затрат времени. Его проведение возможно в мастерской любого предприятия при наличии сварочного оборудования и графитового электрода.
Износ деталей, изготовленных из белых чугу-нов, имеет некоторые особенности. Установлено, что низкая износостойкость обычного белого чугуна определяется значительными различиями в микротвердости структурных составляющих. Так, микротвердость троостита или трооститовидного перлита не превышает 3500 МПа, а микротвердость эвтектического цементита находится в пределах 7300.. .10800 МПа [1]. Такая значительная разница в твердости основных структурных составляющих белого чугуна приводит при режущем или царапающем воздействии твердых частиц к преждевременному изнашиванию поверхностей эвтектоидных областей, образованию значительного микрорельефа на поверхности трения и последующему хрупкому разрушению выступающих цементитных участков.
Для получения максимальной износостойкости белого чугуна количество остаточного аусте-нита в нем должно быть минимально, а наилучшие показатели по износостойкости имеют белые чугу-ны с мартенситной основой. Закалка белых чугу-нов, при которой получается мартенситная структура, сопровождается возникновением микротрещин, приводит к снижению стойкости при многократных ударных нагрузках.
В настоящее время промышленность выпускает плужные лемеха в основном трех вариантов: монометаллические, монометаллические с термообработкой и наплавленные твердосплавными материалами. Монометаллические лемеха на большинстве почв (кроме песчаных) не подвержены самозатачиванию. Наплавленные твердосплавным материалом лемеха с целью обеспечения самозатачивания с тыльной стороны лезвия также не гарантированы от затупления режущей кромки.
Применяемые способы повышения износостойкости, связанные с наплавкой твердых сплавов, дают определенный эффект по износостойкости, но экономический эффект снижается необходимостью использовать дорогостоящие материалы (хром, никель, вольфрам и др.) и специальное обо-
рудование (высокочастотные генераторы, плазменные горелки, распылители и т. п.).
К недостаткам электродугового науглероживания можно отнести следующее:
• неустойчивость дуги на обратной полярности, вследствие чего легко проплавляются кромки обрабатываемой детали или при недостаточном прогреве катодного пятна на нем оседает пироуглерод в виде непроплавляемой пленки;
• количество углерода в оплавленной зоне детали составляет 0,6.. .0,8 %, что соответствует эвтек-тоидной структуре. Для получения высоких механических свойств, повышения износостойкости такую сталь нужно подвергать закалке. Науглероживание поверхностного слоя позволяет свести до минимума недостатки наплавочных процессов в области снижения окислительного воздействия применяемого упрочняющего материала. Но для обеспечения эффективности подобного процесса необходимо получить на поверхности детали слой белого чугуна, который позволит значительно повысить износостойкость стальных деталей воздействию частиц почвы.
Технологическими условиями получения слоя белого чугуна на стальной детали являются: науглероживание до содержания углерода 3.4 %; охлаждение расплава со скоростью, превышающей скорость графитизации.
Если учесть, что при охлаждении расплава чугуна глубиной ванны до 50 мм в естественных условиях графитизация произойти не успевает, образуется белый чугун со структурой перлит и ледебурит. А толщина рабочих органов почвообрабатывающих орудий практически всегда меньше 50 мм. Следовательно, второе условие получения белого чугуна технологически вполне выполнимо.
Для получения науглероживающего эффекта требуется применять постоянный ток обратной полярности. При прямой полярности дуги от графитового электрода не создается науглероженно-го слоя толщиной более 0,01 мм, если поверхность не оплавлена [2].
Вследствие неустойчивого горения дуги от графитового электрода на обратной полярности и недостаточного науглероживания дуговым процессом необходимо использовать прерывистый вибродуго-вой режим обработки. Для создания такого режима требуется применять вибрацию детали. Поверхность оплавления подобной обработкой на глубине 0,01 мм может содержать 3,0.. .4,5 % углерода.
Опытным путем при проведении исследований выявлены основные регулируемые параметры процесса, влияющие на обеспечение получения необходимого по структуре и глубине упрочняющего слоя:
1. Амплитуда вибрации детали может изменяться в пределах 0.2 мм. При нулевом значении
амплитуды режим переходит в контактный, электрод скользит по детали, оплавляя ее в режиме короткого замыкания. Создается большая глубина проплавления, но низок процент содержания углерода в упрочненном слое. При амплитуде более 2 мм возникают большие импульсные нагрузки, разрушающие графитовый электрод.
2. Ток играет решающую роль в процессе науглероживания. Ток от графитового электрода на обратной полярности создает два параллельных потока: тепловой и науглероживающий.
3. Число последовательных проходов графитового электрода по науглероживаемой поверхности также влияет на содержание углерода в слое.
На основании многофакторного эксперимента установлено, что необходимые параметры науг-лероженного слоя (глубина не менее 0,8 мм и содержание углерода не менее 3 %) получаются при токе 150.180 А, числе проходов 2.3 и амплитуде вибрации 0,6.. .0,8 мм. Наилучшие параметры на-углероженного слоя были получены при величине тока 150 А, числе проходов 3 и амплитуде 0,6 мм: глубина слоя — 0,82 мм, содержание углерода — 4,25 %.
Уменьшение напряжения при науглероживании с применением полого падающей внешней вольтамперной характеристики источника тока с 36 до 26 В вызывает перераспределение теплового и науглероживающего потоков и увеличение концентрации углерода в оплавленной зоне. Струк-
тура упрочненного слоя соответствует белому чугуну. Глубина науглероженного слоя составляет 0,6.2,5 мм. С увеличением напряжения и уменьшением скорости перемещения электрода толщина науглероженного слоя возрастает. Процесс науглероживания при напряжении 38 В дает глубокое, но неравномерное оплавление со структурой крупнозернистого перлита.
Лабораторные исследования показали, что износостойкость науглероженных образцов в 1,4 раза выше, чем наплавленных, и в 3,5 раза выше, чем не-упрочненных.
Полевые исследования лемехов П-702Б показали, что науглероженные лемеха имеют ресурс на суглинистых почвах на 9 % больше, чем наплавленные твердым сплавом, и в 2 раза больше неупрочненных. При работе лемехов в составе двух пахотных агрегатов на болотно-подзолистых почвах установлено, что средняя величина износа серийного неупроч-ненного лемеха составила 7,7 мм; наплавленного твердым сплавом «Сормайт-1» — 4,9 мм; науглеро-женного — 4,4 мм после наработки пахотных агрегатов 107.109 га. Науглероженные лемеха сохраняли остроту режущей кромки.
Список литературы
1. Гарбер, М.Е. Отливки из белых износостойких чугу-нов / М.Е. Гарбер.- М.: Машиностроение, 1972. — 112 с.
2. Глизманенко, Д.Л. Сварка и резка металлов / Д.Л. Глизманенко.- М.: Высшая школа, 1975. — 112 с.
УДК 331.45:656.13.07
Н.А. Мороз, инженер
А.Н. Иванов, канд. техн. наук, доцент
A.С. Поляков, доктор техн. наук, профессор
ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий»
B.П. Коваленко, доктор техн. наук, профессор
ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
оценка техногенной безопасности резервуаров автозаправочных станций
Технические аспекты взрывопожарной опасности автозаправочных станций (АЗС) с научных позиций, в интересах обеспечения безопасности личности и имущества граждан и общества, как это предусмотрено основополагающим законом РФ «О безопасности» от 5.03.92 № 2446-1 (в редакции от 07.03.2005), детально рассмотрены в работе [1]. Объективные данные свидетельствуют, что АЗС являются взрывопожароопасны-
56
ми объектами с обращением легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, поэтому рассуждения некоторых юристов и работников торговли, рассматривающих их как магазины по реализации потребительских товаров и, следовательно, как безопасные объекты, должны быть отвергнуты как несостоятельные.
Безопасность АЗС определяется в основном структурой применяемого технологического обо-
