Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН НА ВЫБОР МАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИЙ РАБОЧИХ МЕХАНИЗМОВ'

ВЛИЯНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН НА ВЫБОР МАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИЙ РАБОЧИХ МЕХАНИЗМОВ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
1
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Металлообработка
ВАК
Ключевые слова
НАНОКОМПОНЕНТ / НАДЕЖНОСТЬ / ИТТРИЙ / МЕТАЛЛ / СВАРКА / NANO-COMPONENT / RELIABILITY / YTTRIUM / METAL / WELDING

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Новиков Виталий Иванович, Пушкарев Александр Евгеньевич, Щербаков Александр Павлович, Кузьмин Олег Владимирович

В процессе исследования рассматривалось влияние эксплуатационных особенностей строительных машин на выбор материала конструкций рабочих механизмов. Обосновано использование низколегированных двухфазных ферритно-мартенситных сталей (ДФМС) повышенной прочности для производства нагруженных изделий сложной конфигурации (опорные и позвоночные рамы, рабочие органы, сцепные устройства, кронштейны) и определены причины широкого применения этих сталей. Описаны основные задачи, связанные с проектированием узлов и деталей строительных машин, и методика выбора рациональных конструкционных материалов, которые обеспечивают требования, предъявляемые к металлоконструкциям строительных машин. Сформулированы выводы, подтвержденные экспериментальными данными химического анализа, анализа изменения микроструктуры металла и тестирования ударной вязкости при отрицательных температурах. Описаны меры, оказывающие положительное влияние на структурные изменения материала сварных соединений и, соответственно, надежность и износостойкость ответственных узлов строительных машин.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Новиков Виталий Иванович, Пушкарев Александр Евгеньевич, Щербаков Александр Павлович, Кузьмин Олег Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF OPERATIONAL FEATURES OF CONSTRUCTION MACHINES ON THE CHOICE OF MATERIAL OF DESIGNS OF WORKING MECHANISMS

This article describes constructive materials selection methodology for construction machinery parts and components based on operating conditions. It also explains reasoning the use of two-phase, low-alloyed, enhanced durability ferrite-martensitic steel for manufacturing external parts of high-complex products and grounds for wide employment of these steel types. Moreover, it describes the main questions behind designing integral units or single parts of heavy machinery and rational method of choosing correct materials, fitting into requirements for heavy machinery metal structures. Conclusions, made in this article, are backed by data from experiments, including: chemical analysis, analysis of microstructure changes and testing for impact toughness in below zero temperature conditions. Lastly, measures that have positive impact on structural changes of important heavy machinery parts and respectively, on its reliability and durability are also described.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН НА ВЫБОР МАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИЙ РАБОЧИХ МЕХАНИЗМОВ»

новые материалы и технологии

New materials and technology

УДК 621.86, [691.714:620.18:669.018.58-122-418]:621.77.016.3 DOI 10.25960^.2020.2.24

Влияние эксплуатационных особенностей строительных машин

на выбор материала конструкций рабочих механизмов

В. И. Новиков, А. Е. Пушкарев, А. П. Щербаков, О. В. Кузьмин

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, Санкт-Петербург, Россия

В процессе исследования рассматривалось влияние эксплуатационных особенностей строительных машин на выбор материала конструкций рабочих механизмов. Обосновано использование низколегированных двухфазных ферритно-мартенситных сталей (ДФМС) повышенной прочности для производства нагруженных изделий сложной конфигурации (опорные и позвоночные рамы, рабочие органы, сцепные устройства, кронштейны) и определены причины широкого применения этих сталей. Описаны основные задачи, связанные с проектированием узлов и деталей строительных машин, и методика выбора рациональных конструкционных материалов, которые обеспечивают требования, предъявляемые к металлоконструкциям строительных машин. Сформулированы выводы, подтвержденные экспериментальными данными химического анализа, анализа изменения микроструктуры металла и тестирования ударной вязкости при отрицательных температурах. Описаны меры, оказывающие положительное влияние на структурные изменения материала сварных соединений и, соответственно, надежность и износостойкость ответственных узлов строительных машин.

Ключевые слова: нанокомпонент, надежность, иттрий, металл, сварка.

Введение

Повышение долговечности и работоспособности деталей строительных машин и механизмов, режущего инструмента, технологического оборудования и снаряжения является актуальной проблемой современного машиностроения. Это обусловлено тем, что на изготовление, ремонт и обслуживание техники, запасных частей машин и механизмов тратятся значительные материальные, экономические и людские ресурсы. Усовершенствование строительных машин связано с непрерывным увеличением мощностей приводов движения, усилением несущих каркасов для возможности воспринимать большие нагрузки и крутящие моменты при одновременном облегчении элементов металлоконструкции в целях повышения динамических характеристик исполнительных органов. Эти условия дикту-

ются существенно возросшими требованиями к технико-эксплуатационным характеристикам, безопасности и надежности [1].

В процессе изготовления строительных машин значительное количество деталей формо-образуют методом штамповки или гибки из стального листового проката с последующим соединением сваркой [2]. Для нагруженных изделий сложной конфигурации (опорные и позвоночные рамы, рабочие органы, сцепные устройства, кронштейны) используют низколегированные двухфазные ферритно-мартен-ситные стали (ДФМС) повышенной прочности. Широкое применение этих сталей обусловлено стремлением к улучшению качества деталей строительных машин, что позволяет уменьшить металлоемкость конструкции и снизить общую массу машины, а следовательно, положительно сказывается на уровне расхода топлива и электроэнергии в процессе эксплуатации [3].

Актуальность

В связи с усложнением геометрии конструкций строительных машин и условий их эксплуатации актуальным становится вопрос повышения надежности сварных соединений ответственных рабочих механизмов, которые могут преждевременно выйти из строя по причине возникновения концентраторов напряжений как в процессе их производства, так и во время эксплуатации. Частичное устранение или полная нейтрализация причин возникновения концентраторов напряжений представляются возможными посредством повышения точности контактных (соединяемых) поверхностей и применения передовых технологий сварки, что в совокупности обеспечивает качественное повышение износостойкости, усталостной прочности, коррозионной стойкости и жесткости соединения.

При проектировании деталей и узлов строительных машин специалистам-материаловедам, конструкторам и технологам приходится решать задачи, связанные с выбором материалов, способов соединения и технологий изготовления деталей в целях создания рациональных металлоконструкций, используя в качестве аналогов существующие примеры. При необходимости обеспечить рабочие механизмы сверхвысокими, а иногда даже уникальными эксплуатационными характеристиками специалистам приходится искать нестандартные пути решения. В таких случаях необходимы разработка новых конструкционных материалов (композитов), проектирование уникальных конфигураций металлоконструкций и применение передовых технологий обработки.

Задача исследования

Нахождение комплексного решения задачи улучшения конструктивных характеристик строительных машин за счет выбора рациональных технологий и методов обработки материалов и проектирование технологичных конструкций и рабочих механизмов связаны с детальной проработкой и поиском оптимальных путей обеспечения заявленных технико-эксплуатационных требований.

Цель исследования

С учетом вышеизложенного цель исследования заключается в оценке влияния эксплуатационных особенностей строительных машин на выбор материалов конструкций и способов их соединения.

В работах [4, 5] отмечается, что непосредственно установить связь параметров технологического процесса и показателей надежности готового изделия весьма сложно. На практике, как правило, анализируют и исследуют основные параметры качества поверхности во взаимосвязи с эксплуатационными свойствами деталей машин и механизмов. В частности, в работе [6] на основе теоретического и эмпирического описания эксплуатационных свойств деталей строительных машин установлена их взаимосвязь с параметрами качества поверхностей.

Общие аспекты теории надежности и физики отказов освещены в работах М. Г. Бруеви-ча, Б. В. Гнеденко, Г. В. Дружинина, Б. И. Кос-тецкого и др. Вопросам технологического обеспечения надежности изделий посвящены работы И. С. Афтаназива, Л. М. Александровской, В. М. Браславского и др.

По мнению авторов, перспективным и актуальным направлением повышения работоспособности сварных соединений строительных машин является микролегирование сварного шва редкоземельными металлами (РЗМ), которые являются модифицирующими, рафинирующими легирующими элементами. Благодаря высокой химической активности РЗМ очищают металл от вредных примесей, а также способствуют образованию однородной мелкозернистой структуры сплава и глобуля-ризации неметаллических включений, иными словами, РЗМ увеличивают показатель дисперсности микроструктуры. Указанные эффекты повышают устойчивость сварных соединений к хрупкому разрушению и делают их более надежными и долговечными.

Известно, что среди РЗМ более эффективное воздействие на структуру и свойства металла имеет иттрий [7]. Итак, рассмотрим подробнее возможности улучшения эксплуатационных свойств сварных несущих конструкций строительных машин из двухфазных сталей повышенной прочности путем микролегирования материала шва.

МЕМППООБРАБОТКА

Рассмотрим сварные соединения из листовой стали 09Г2С, для выработки которых использовали электроды диаметром 4 мм марки УОНИ-13/55 (Э50А) с добавлением различной концентрации иттрия, процент которого рассчитывался относительно массы покрытия электрода. Порошкообразный иттрий вносили в шихту покрытия в диапазоне 0,2-3,0 %.

Для химического анализа, исследований микроструктуры и механических свойств использовались многослойные наплавки высотой 25 мм на модель, изготовленную из стали 10. Сварка и наплавка осуществлялись на постоянном токе обратной полярности 200-210 А.

Исследование проводилось с помощью металлографического и электронного микроскопов Ахзша1 и УЕМ-100К. Оценка размера зерен и обработка результатов осуществлялись с помощью специальной компьютерной программы. Механические свойства определялись на стандартных разрывных и ударных образцах. Испытания на ударный сгон при отрицательных температурах проводились в охлаждающей среде (смесь углекислоты со спиртом).

Химический анализ показал практически одинаковый состав металла, наплавленного серийным электродом и электродом с иттри-евым покрытием (табл. 1).

Существенно изменилось лишь содержание серы. Остаточное количество иттрия в наплавленном металле в зависимости от процента добавления в шихту покрытия электрода приведено в табл. 2, из которой видно, что степень усвоения иттрия очень мала (1-7 %).

Итак, можно констатировать тот факт, что количество серы в наплавленном металле, который содержит всего 0,006 % иттрия, уменьшилось в 3 раза. Также металлографические исследования позволили зафиксировать рав-

номерное распределение остаточной серы по объему сварного шва. Помимо снижения содержания серы в наплавленном металле наблюдается уменьшение содержания фосфора (на 60 %).

Под влиянием иттрия изменяются количество, характер и расположение всех неметаллических включений в микроструктуре наплавленного металла. Добавление 0,2 % иттрия в покрытие электрода не вносит существенных изменений в структуру металла шва. После присадки 0,3 % иттрия общее количество включений снижается, они измельчаются, приобретают глобулярную форму и распределяются равномерно по объему шва. При добавлении более 1 % иттрия наблюдается дальнейшее измельчение включений, но их процентное содержание в материале шва снижается незначительно. Таким образом, максимально полезный рафинирующий эффект фиксируется при внесении 0,3 % иттрия в покрытие электрода.

Несмотря на очень малое остаточное количество иттрия в наплавленном металле, он оказывает существенное влияние на геометрические параметры зерен микроструктуры. В наплавке электродом без иттрия 40 % всего объема занимают зерна размером 30 мкм. Наличие 0,3 % иттрия в покрытии электрода приводит к резкому уменьшению разнозер-нистости. 56 % объема структуры занимают зерна размером 16 мкм, уменьшенные почти в 2 раза по сравнению с наплавкой серийным электродом. При увеличении добавления иттрия до 0,6 % тенденция к измельчению зерна сохраняется, 65 % зерен имеют размер 10 мкм, но при этом увеличивается общая загрязненность металла неметаллическими включениями. В случае введения в покрытие

Химический состав наплавленного металла

The chemical composition of the weld metal

Таблица 1

Table 1

Химический состав наплавленного металла

Таблица 2

Table 2

The chemical composition of the welded metal

Элемент Содержание элементов, % Элемент Содержание элементов, %

Серийный электрод Электрод с 0,3 % иттрия Серийный электрод Электрод с 0,3 % иттрия

C 0,08 0,08 Cr <0,1 <0,1

Si 0,6 0,05 Ni <0,1 <0,1

Mn 1,0 1,1 S 0,03 <0,01

Добавление иттрия в покрытие, % Содержание иттрия в наплавленном металле, %

0,2 0,005

0,3 0,006

0,6 0,0075

1,0 0,008

3,0 0,009

электрода более 1 % иттрия по границам зерен наблюдается массивное выделение хрупкой новой фазы, которая является сложным карбидом иттрия.

Указанные изменения микроструктуры существенно сказались на уровне механических свойств металла наплавки. Присадка иттрия в количестве от 0,2 до 0,4 % обеспечивает повышение прочности (сто,2 возрастает от 420 до 600 МПа), при этом незначительно увеличивается и пластичность. Повышается ударная вязкость (от 15 до 34 Дж/см2). Однако с увеличением содержания иттрия более 1 % укрепляющий эффект от указанных выше структурных изменений нивелируется негативным влиянием хрупкой иттриевой фазы.

Важным показателем работоспособности наплавленного металла считается значение ударной вязкости при отрицательных температурах эксплуатации строительных машин [8]. Поскольку иттрий является активным раскислителем, десульфуратором и модификатором, то, безусловно, он должен положительно влиять на способность материала воспринимать динамические нагрузки при снижении температуры. Как показали исследования, лучший эффект фиксируется при добавлении 0,3 % иттрия — ударная вязкость при -60 °С в 2 раза выше, чем в металле, наплавленном серийным электродом, и сохраняется на уровне значений, полученных для серийного электрода при комнатной температуре. Увеличение содержания иттрия в покрытии до 0,6-2 % приводит к снижению показателей ударной вязкости во всем температурном интервале, что связано с загрязнением структуры неметаллическими включениями и появлением новой хрупкой иттриевой фазы.

Однако значение ударной вязкости для всех исследованных вариантов с добавлением иттрия остается выше, чем для серийно-

го электрода при одинаковых температурах. Добавление иттрия в покрытие электродов значительно улучшает сварочно-технологи-ческие свойства: повышается стабильность горения дуги, уменьшается разбрызгивание металла. Образованная шлаковая корка хорошо защищает металл и легко отделяется при охлаждении.

Анализ изменений микроструктуры, механических свойств металла и технологических показателей процесса сварки свидетельствует, что оптимальным является добавление в покрытие электрода 0,3 % иттрия, поскольку электроды с содержанием иттрия от 0,3 до 0,4 % показали самые высокие механические свойства как при комнатной, так и при пониженных температурах. Такие электроды целесообразно использовать для сварки конструкций из двухфазной стали 09Г2С.

Для проведения опыта сварку проводили электродом диаметром 4 мм, при силе тока 160-180 А и напряжении 26-28 В. Результаты механических испытаний сварных соединений строительной машины приведены в табл. 3.

Из табл. 3 видно, что характеристики прочности сварных соединений, выполненных электродами с иттрием, выше по сравнению с серийным электродом. Пластичность при этом сохраняется практически на том же уровне, тогда как ударная вязкость, особенно при низких температурах, возрастает. Улучшение свариваемости, повышение пластичности и ударной вязкости при комнатных и низких температурах увеличивают сопротивление сварных конструкций к хрупкому разрушению и надежность строительных машин в целом.

Кроме того, следует отметить, что при выборе материала для наплавки важную роль играет структурный фактор. Однако матери-

Таблица 3

Механические свойства сварных соединений из стали 09Г2С, выполненных серийным и опытным электродами с иттрием

Table 3

Mechanical properties of welded joints from steel 09G2S made by serial and experimental electrodes with yttrium

Электрод ств, МПа <s02, МПа 8, % у, % KCU, МДж/м2, при температуре, °С

20 0 -20 -40 -60 -70

Серийный 550 400 29 72 1,9 1,7 1,7 1,2 0,9 0,7

Опытный 600 400 30 71 2,5 2,3 2,2 1,7 1,3 1,0

Аш> г

0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0

15

30

45

60

75

90

t, °C

Рис. 1. Результаты исследования износостойкости наплавленного металла с введением нанопорошка: 1 — исходное состояние; 2 — смесь флюса; 3 — спрей-технология

Fig. 1. Durability welded metal properties analysis with silica nanopowder adding:

1 — initial state; 2 — flux mixture; 3 — spray technology

алы с лучшими свойствами более дорогостоящие. Для управления структурой используются модификаторы [9]. За последние годы значительное развитие получили наноматери-алы и нанотехнологии, особенностью которых является применение материалов наноразмер-ного диапазона (до 100 нм) [10].

В целях повышения надежности и прочности рабочих механизмов строительных машин представляется целесообразным вводить в сварочную ванну коллоидный диоксид кремния (SiÜ2) фракцией от 5 до 40 нм. Этот порошок получил название «Аэросил». Результаты опытных экспериментов демонстрируют его положительное влияние на структурный фактор наплавленного металла, благодаря чему увеличиваются микротвердость и износостойкость сварного шва.

При наплавке проволоки Св-08Г2С на сталь 09Г2С в исходном состоянии формируется ферритно-перлитная структура. При введении нанопорошка диоксида кремния с использованием спрей-технологии в смесь с флюсом образуются перлитно-ферритные структуры с повышенной твердостью.

При смешивании нанопорошка массовой долей 0,3 % с флюсом (рис. 1, кривая 2) заметным становится повышение износостойкости в 2 раза, а при введении диоксида крем-

ния в смесь со спиртом по спреи-технологии (рис. 1, кривая 3) износостоИкость увеличивается практически в 4 раза. Анализ данных измерения микротвердости указывает на увеличение значении твердости металла при введении в сварочную ванну нанопорошка диоксида кремния. Так, если в исходном состоянии среднее значение микротвердости составляет 14 ГПа, то в остальных случаях оно больше — 16 и 21 ГПа соответственно.

При наплавке проволоки Нп-30ХГСА на сталь 09Г2С в исходном состоянии формируется ферритно-перлитная структура с образованием крупных цементитных включении. В процессе введения нанопорошка диоксида кремния в смеси с парафином в ферритно-перлитнои матрице заметно увеличивается количество мелких цементитных выделении, что положительно влияет на износостоИкость.

Анализ данных измерения микротвердости указывает на увеличение значении твердости металла при введении в сварочную ванну на-нопорошка диоксида кремния. Так, если в исходном состоянии среднее значение микротвердости составляет 21 ГПа, то в остальных случаях, в зависимости от содержания диоксида кремния в смеси с парафином, значения микротвердости изменяются. Особенно заметно увеличение твердости при введении

0,25

0,2

0,15

0,1

0,05

0

1

1/ 2 /

A—-1 / 3 /

I

15

30

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

45

60

75

90 t, °C

Рис. 2. Результаты исследования износостойкости наплавленного металла с добавлением смеси нанопорошка с парафином:

1 — исходное состояние; 2 — 0,077 % SiO2; 3 — 0,15 % SiO2

Fig. 2. Durability welded metal properties analysis with nanopowder and paraffin mixture adding: 1 — initial state; 2 — 0,077 % SiO2; 3 — 0,15 % SiO2

Д

г

в сварочную ванну смеси нанопорошков с парафином.

Испытания износостойкости металла при введении в сварочную ванну нанопорошков, закрепленных парафином (рис. 2), показали, что потери массы металла, содержащей нано-компоненты, меньше по сравнению с металлом без них. В целом износостойкость может увеличиться до 6 раз (рис. 2, кривая 3).

Выводы

1. Использование сварочных материалов (электродов, проволоки) с присадкой иттрия позволяет получить повышение прочности без снижения пластичности, а также улучшение холодостойкости сварных соединений нагруженных конструкций строительных машин, изготовленных из листовой двухфазной стали 09Г2С.

2. Применение нанокомпонентов, вводимых в сварочную ванну, позволяет обеспечить повышение прочности без снижения пластичности и показателя холодостойкости сварных нагруженных конструкций строительных машин.

3. Выше указанные приемы оказывают положительное влияние на структурные изменения и, соответственно, микротвердость и износостойкость наплавленного металла.

Литература

1. Кассов В. Д. Особенности сталемедных сварных швов перегружателя Takraf // Научный вестник. 2015. № 3 (5). С. 50-55.

2. Федосеева Е. М. Свойства и структурообразова-ние в сварных швах при сварке стали Х65 по разным технологиям // Металлург. 2016. № 1. С. 65-70.

3. Сараев Ю. Н. Опыт разработки и практического применения адаптивных импульсно-дуговых методов сварки для строительства и ремонта магистральных трубопроводов // Вопросы материаловедения. 2015. № 1 (81). С. 210-218.

4. Сычков А. Б. Физическое моделирование при исследовании свариваемости конструкционных сталей // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2015. Т. 15. № 1. С. 38-41.

5. Кучук-Яценко С. И. Разработка технологии комбинированного соединения неповоротных стыков толстостенных труб из высокопрочных сталей // Автоматическая сварка. 2015. № 10 (746). С. 3-10.

6. Yilmaz Tufan G., Dogan Oguz, Karpat Fatih. A comparative numerical study of forged bi-metalgears:

Bending strength and dynamic response // Mechanism and machine theory. 2019. Vol. 141. P. 117-135.

7. Miled A. et al. Improvement of the performance of metal hydride pump by using phase change heat exchanger, International journal of hydrogen energy. 2017. Vol. 42. P. 26343-26361.

8. Singh Narinder et al. Metal matrix composite from recycled materials by using additive manufacturing assisted investment casting // Composite structures. 2019. Vol. 207. P. 129-135.

9. Vervaeke R., Debruyne S., Vandepitte D. Numerical and experimental analysis of vibration damping performance of polyurethane adhesive in machine operations // International journal of adhesion & adhesives. 2019. Vol. 90. P. 47-54.

10. Nishino Shintaro. Welding Machine's Approach to IoT // Journal of light metal welding & construction. 2019. Vol. 57. Part 8. P. 1-5.

References

1. Kassov V. D. Features of steel-copper welds of the Takraf reloader. Nauchnyj vestnik. 2015, no 3 (5), pp. 50-55. (In Russ.)

2. Fedoseeva E. M. Properties and structure formation in welds during welding of X65 steel according to different technologies. Metallurg. 2016, no 1, pp. 65-70. (In Russ.)

3. Sarayev Yu. N. Experience in the development and practical application of adaptive pulsed-arc welding methods for the construction and repair of pipelines. Voprosy materialovedeniya. 2015, no 1 (81), pp. 210-218. (In Russ.)

4. Sychkov A. B. Physical modeling in the study of weldability of structural steels. Vestnik Yuzh-no-Uralskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Metallurgiya. 2015, vol. 15, no 1, pp. 38-41. (In Russ.)

5. Kuchuk-Yatsenko S. I. Development of technology for the combined connection of fixed joints of thick-walled pipes of high-strength steels. Avtomaticheskaya svarka. 2015, no (746), pp. 3-10. (In Russ.)

6. Yilmaz Tufan G., Dogan O?uz; Karpat Fatih. A comparative numerical study of forged bi-metalgears: Bending strength and dynamic response. Mechanism and machine theory. 2019, vol. 141, pp. 117-135.

7. Miled A. et al. Improvement of the performance of metal hydride pump by using phase change heat exchanger. International journal of hydrogen energy. 2017, vol. 42, pp. 26343-26361.

8. Singh Narinder et al. Metal matrix composite from recycled materials by using additive manufacturing assisted investment casting. Composite structures. 2019, vol. 207, pp. 129-135.

9. Vervaeke R., Debruyne S., Vandepitte D. Numerical and experimental analysis of vibration damping performance of polyurethane adhesive in machine operations. International journal of adhesion & adhesives. 2019, vol. 90, pp. 47-54.

10. Nishino Shintaro. Welding Machine's Approach to IoT. Journal of light metal welding & construction. 2019, vol. 57, part 8, pp. 1-5.

new materials and technology

Сведения об авторах

Новиков Виталий Иванович — кандидат технических наук, доцент кафедры судебных экспертиз, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. Россия, 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4, e-mail: vitalynewage@gmail.com

Пушкарев Александр Евгеньевич — доктор технических наук, профессор кафедры наземных транспортно-тех-нологических машин, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. Россия, 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4, e-mail: pushkarev-agn@mail.ru

Щербаков Александр Павлович — ассистент кафедры судебных экспертиз, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. Россия, 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4, e-mail: shurbakov.aleksandr@yandex.ru

Кузьмин Олег Владимирович — кандидат технических наук, доцент кафедры строительных материалов и метрологии, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. Россия, 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4, e-mail: ov-kuzmin@yandex.ru

Для цитирования: Новиков В. И., Пушкарев А. Е., Ш,ербаков А. П., Кузьмин О. В. Влияние эксплуатационных особенностей строительных машин на выбор материала конструкций рабочих механизмов. Металлообработка, 2020, № 2, с. 24-30. DOI 10.25960/mo.2020.2.24

UDC 621.86, [691.714:620.18:669.018.58-122-418]:621.77.016.3 DOI 10.25960/mo.2020.2.24

Influence of operational features of construction machines on the choice of material of designs of working mechanisms

V. I. Novikov, A. E. Pushkarev, A. P. Scherbakov, O. V. Kuzmin

Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, Saint Petersburg, Russia

This article describes constructive materials selection methodology for construction machinery parts and components based on operating conditions. It also explains reasoning the use of two-phase, iow-aiioyed, enhanced durability ferrite-martensitic steei for manufacturing external parts of high-compiex products and grounds for wide employment of these steei types. Moreover, it describes the main questions behind designing integral units or single parts of heavy machinery and rational method of choosing correct materials, fitting into requirements for heavy machinery metai structures. Conclusions, made in this article, are backed by data from experiments, including: chemical analysis, analysis of microstructure changes and testing for impact toughness in beiowzero temperature conditions. Lastly, measures that have positive impact on structural changes of important heavy machinery parts and respectively, on its reliability and durability are aiso described.

Keywords: nanocomponent, reliability, yttrium, metal, welding. Information about the authors

Vitaly I. Novikov — Candidate of Engineering Science at the Department of Forensics, Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, 4 Vtoraya Krasnoarmeiskaya str., Saint Petersburg, 190005, Russia, e-mail: vitalynewage@gmail.com

Alexander E. Pushkarev — Doctor of Engineering Sciences, Professor at the Department of Land Transport and Technological Vehicles, Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, 4 Vtoraya Krasnoarmeiskaya str., Saint Petersburg, 190005, Russia, e-mail: pushkarev-agn@mail.ru

Alexander P. Scherbakov — Assistant at the Department of Forensics, Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, 4 Vtoraya Krasnoarmeiskaya str., Saint Petersburg, 190005, Russia, e-mail: shurbakov.aleksandr@ yandex.ru

Oleg V. Kuzmin— Candidate of Engineering Science, Docent at the Department of Technology of Building Materials and Metrology. Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, 4 Vtoraya Krasnoarmeiskaya str., Saint Petersburg, 190005, Russia, e-mail: ov-kuzmin@yandex.ru

For citation: Novikov V. I., Pushkarev A. E., Scherbakov A. P., Kuzmin O. V. Influence of operational features of construction machines on the choice of material of designs of working mechanisms. Metalloobrabotka, 2020, no 2, pp. 24-30. DOI 10.25960/mo.2020.2.24

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.