CC BY
15Решетневскуе чтения. 2017
УДК 621.313.13.1
УСТАНОВКА НА ОСНОВЕ ЛИНЕЙНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПРИ СТАТИКО-ИМПУЛЬСНОЙ
ОБРАБОТКЕ
А. А. Фадеев1*, Н. А. Швалева1, М. Е. Иванов1, Д. С. Дудкевич2
1 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 2Муниципальное бюджетное образовательное учреждение Средняя школа № 64 Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, ул. Московская, 2 Е-mail: [email protected]
Рассмотрен вариант использования линейного электродинамического привода для исследования контактного взаимодействия твердых тел во время статико-импульсной обработки детали. Показана схема и основные элементы установки на базе электродинамического привода.
Ключевые слова: контактное взаимодействие, линейный электродинамический привод, статико-импульсная обработка, удар.
INSTALLATION ON THE BASIS OF THE LINEAR ACTUATOR FOR THE RESEARCH
OF CONTACT INTERACTION OF SOLID BODIES UNDER STATIC AND PULSE TREATMENT
А. А. Fadeev1*, N. A. Shvaleva1, M. E. Ivanov1, D. S. Dudkevich2
1Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
2Municipal Self-sustaining General Education Institution School № 64 2, Moskovskaya Str., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *Е-mail: [email protected]
The article demonstrates a variant of the linear electrodynamic actuator to study of contact interaction of solid bodies during the static-pulse processing of details. It shows a diagram and the basic elements of the facility based on an electrodynamic actuator.
Keywords: contact interaction, the linear electro-dynamic actuator, static-pulse treatment of shock.
Одним из наиболее прогрессивных методов обработки и упрочнения деталей является поверхностно-пластическое деформирование (ППД). Одним из способов ППД является статико-импульсная обработка (СИО) [1-3], особенностью которой является комбинированное статическое и динамическое нагружение очага деформации. Данный способ выгодно отличается от известных динамических и статических способов обработки деталей как за счет более полного использования ударного импульса, так и возможностью регулировать равномерность упрочнения.
Помимо этого изучение механизма контактного взаимодействия твердых тел имеет принципиальное значение для проектирования машин и оборудования, работающих в экстремальных условиях (технологические машины ударного и вибрационного действия, транспорт и т. д.). Анализ и учет при проектировании и эксплуатации всех динамических Ь статических факторов влияющих на технические характеристики машин и оборудования позволит повысить надежность машин и увеличить срок их службы.
Сотрудниками СибГУ им. М. Ф. Решетнева была предложена усовершенствованная конструкция ударной установки (см. рисунок) на базе линейного элек-
тродинамического привода с типоразмером 60 мм (обозначение 2Л60Ь), со встроенным блоком питания и управления [4] для статико-импульсной обработки. При модернизации стенда были учтены факторы, влияющие на исследуемый объект: физико-механические свойства контактирующих тел, геометрические характеристики поверхностей, внешние условия (параметры статической нагрузи и удара).
Стенд состоит из следующих основных элементов: блок питания 1, ударный линейный электропривод 2 на якоре которого закреплен боек 3, вспомогательный электропривод 4, создающий статическое давление, регистрирующая аппаратура 5 (осциллограф). Конструкция ударного линейного электропривода 2 хорошо описана в [4]. Конструкция вспомогательного электропривода 4, работающего в прессовом режиме, аналогична 2, но есть небольшие особенности: в качестве каркаса якоря используется волновод 6 с жестко закрепленным инструментом 7; для снятия статического нагружения используется пружина 8; для измерения параметров удара используется пьзодатчик 9, который установлен на нагружаемый образец 10. Сам образец расположен между плитой 11 и основанием 12 на стойках 13 установки.
Механика специальных систем
Ударная установка
Стенд работает следующим образом: при подаче напряжения с блока питания 2 на вспомогательный электропривод 4 происходит прижатие волновода 6 с инструментом 7 к образцу 10. Одновременно с блока питания 2 подается обратное напряжение на линейный электропривод 1 (реверсный режим), вследствие чего происходит вылет якоря с бойком 3 из зазора индуктора и удар по волноводу 6. В процессе удара записывают временной выходной сигнал датчика 9, (статические и ударные усилия) с помощью регистрирующих устройств 5. После удара и снятия напряжения со вспомогательного привода 4 пружина возвращает волновод 6 в исходное положение.
Для удобства регулировки удара и статического усилия, а также плавной настройки стенда, разработана методика математическая модель [5; 6] расчета конструктивных и скоростных параметров работы линейного привода.
Данная конструкция ударной установки позволит существенно улучшить процесс изучения контактного взаимодействия при статико-импульной обработки материала за счет более точной регулировки статического усилия и ударного импульса.
Библиографические ссылки
1. Киричек А. В., Соловьев Д. Л., Лазуткин А. Г. Технология и оборудование статико-импульсной обработки поверхности пластическим деформированием: Б-ка технолога. М. : Машиностроение, 2004. 228 с.
2. Чернявский Д. И., Чернявская Д. Д. Использование ударных механизмов в нанотехнологии // Вестник машиностроения. 2011. № 7. С. 58-60.
3. Соловьев Д. Л. Расширение технологических возможностей ППД статико-импульсным нагружени-ем очага деформации : справочник // Инженерный журнал. 2003. № 11. С. 17-20.
4. Шестаков И. Я., Стрюк А. И., Фадеев А. А. Линейные электродинамические двигатели. Конструирование. Практическое использование : монография / СибГАУ. Красноярск, 2011. 148 с.
5. Фадеев А. А., Шестаков И. Я., Ереско Т. Т. Математическая модель работы ударного устройства
на основе линеиного электродинамического привода // Решетневские чтения: материалы XVIII Междунар. науч. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Ре-шетнева (11-14 нояб. 2014, г. Красноярск) : в 3 ч. Ч. 1. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокос-мич. ун-т. Красноярск, 2014. С. 315-316.
6. Фадеев А. А., Шестаков И. Я., Ереско Т. Т. Использование линейного электродинамического привода для исследования ударного взаимодеиствия материалов // Вестник СибГАУ. 2017. Т. 17, № 4. С. 1077-1087.
References
1. Kirichek A. V., Solov'ev D. L., Lazutkin A. G. Tekhnologiya i oborudovanie statiko-impul'snoj obrabotki poverhnosti plasticheskim deformirovaniem: Biblioteka tekhnologa [Technology and equipment, static-pulse processing surface plastic deformation: a Library technologist]. M. : Mashinostroenie, 2004, 228 p.
2. Solov'ev D. L. [The expansion of technological capabilities of PPD static-pulse loading of the deformation]. Inzhenernyj zhurnal. 2003, No. 11, рp. 17-20. (In Russ.)
3. Chernyavskij D. I., Chernyavskaya D. D. [The use of percussion mechanisms in nano techno logy]. Vestnik mashinostroeniya. 2011, No. 7, рр. 58-60. (In Russ.)
4. Chestakov I. Y., Struk A. I., Fadeev А. А. Lineynye electrodinamicheskie dvigately. Konstruirovanie. Practiches-koe ispolzovanie (Linear electrodynamic motors. Design. Practical use). Krasnoyarsk, SibSAU Publ., 2011, 148 p.
5. Fadeev А. А., Chestakov I. Y., Eresko T. T. [A mathematical model of the percussion device on the basis of the linear electrodynamic actuator]. Materialy XVIIIMezhdunar. nauch. konf. "Reshetnevskie chteniya" [Materials XVIII Intern. Scientific. Conf "Reshetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2014, рp. 315-316. (In Russ.)
6. Fadeev А. А., Chestakov I. Y., Eresko T. T. [Use of the linear electrodynamic actuator for the research of shock interaction of materials]. Vestnik SibSAU. 2017, No. 4, рp. 1077-1087. (In Russ.)
© Фадеев А. А., Швалева Н. А., Иванов М. Е., Дудкевич Д. С., 2017
