CC BY
15
кобальтового сплава, полученного при показателе асимметрии от 1,4 до 2,0.
В этих условиях осаждения размер трещин минимальный и находится в пределах 3 - 6 микрометров.
Результаты экспериментальных исследований приведены без разгонного цикла.
Вывод
Снижение величины показателя асимметрии приводит к значительному увеличению сцепляемости железо - кобальтовых покрытий с основным металлом.
Список использованных источников
1 Патент 2410473 Российская Федерация. Способ электролитического осаждения сплава железо-титан-кобальт / Сереб-ровский В.И., Серебровская Л.Н., Серебровский В.В. и др. -опубликован 27.01.11. - 3 с.
2 Патент 2239672 Российская Федерация. Способ электролитического осаждения сплава железо-молибден-кобальт /
Серебровский В.И., Серебровская Л.Н., Серебровский В.В., Ко-няев Н.В. - опубликован 10.11.04. - 3с.
3 Патент 2230836 Российская Федерация. Способ электролитического осаждения сплава железо-кобальт / Серебров-ский В.И., Серебровская Л.Н., Коняев Н.В. - опубликован 20.06.04. - 3с.
4 Патент 2401328 Российская Федерация. Способ электролитического осаждения сплава железо-ванадий-кобальт / Серебровский В.И. и др. - опубликован 10.10.10. - 5 с.
Информация об авторах
Блинков Борис Сергеевич, аспирант ФГБОУ ВО Курская ГСХА.
Серебровский Вадим Владимирович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информатики и прикладной математики ЮЗГУ.
Калуцкий Евгений Сергеевич, аспирант ФГБОУ ВО Курская ГСХА.
INVESTIGATION OF THE ADHESIVE STRENGTH OF THE ELECTROLYTIC IRON-BASED
ALLOYS WITH THE BASE METAL B.S. Blinkov, V.V. Serebrovsky, E.S. Kalucki
Abstract. A study of the adhesion of electrolytic iron-based alloys with the base metal. Key words: adhesion strength, adhesion, adsorption, coating, contacting surfaces.
ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БУНКЕРА С БОКОВЫМ ВЫПУСКНЫМ ОТВЕРСТИЕМ НА РАВНОМЕРНОСТЬ ВЫГРУЗКИ ЗЕРНОМАТЕРИАЛА
Д.Н. Савенков
Аннотация. На основании математической регрессионной модели, устанавливающей взаимосвязь между параметрами бункера и равномерностью потока сепарируемого материала, найдены оптимальные параметры бункера. Результат может использоваться для оптимизации процесса выгрузки сыпучего материала.
Ключевые слова: зерновой материал, щелевой бункер, равномерность истечения.
Бункеры с боковым выпускным отверстием часто используются в сельском хозяйстве, например в воздушных и решетчатых сепараторах, дозирующих устройствах, мельницах и т.д. Экспериментальные и теоретические исследования процесса очистки зерна воздушным потоком [1-2], а также практика эксплуатации воздушных сепараторов позволили установить, что к числу основных факторов, влияющих на эффективность очистки зерна воздушным потоком, относят равномерность воздушного потока и равномерную подачу зернового материала.
Равномерность воздушного потока в пневмосепа-рующих каналах во многом зависит от равномерной подачи зерноматериала по ширине канала. Однако большинства питающих устройств пневмосепараторов не обеспечивают равномерной подачи сыпучего материала [3].
В работе рассмотрена выгрузка зернового материала из бункера с боковым выпускным отверстием, происходящая под действием гравитационных сил и сил трения. Силы трения совершают отрицательную работу, препятствующую движению зерноматериала. Внутреннее трение (трение между частицами зернового материала) не зависит от месторасположения частиц и имеет постоянное значение. Силы внешнего трения, уменьшают скорость перемещения сыпучего материала вблизи стенок бункера. Поэтому вблизи боковых стен бункера процесс выгрузки меньше по сравнению, чем в центральной части выпускного отверстия.
Целью работы является выявление математической регрессионной модели, устанавливающую взаимосвязь
между параметрами бункера и равномерностью выгрузки сыпучего материала.
Для решения поставленной задачи был изготовлен экспериментальный бункер для исследования процесса выгрузки зернового материала (рисунок 1) и приемный ящик и разделенный на 10 равных по ширине секций. Торцевая стенка ящика выполнена из стекла для визуального наблюдения объемной выгрузки зерноматериала по всей ширине выпускного отверстия.
Рисунок 1 - Истечение зерноматериала из бункера (вид с торца) 1 - торцевая стенка бункера; 2 - приемный ящик
После полного опорожнения бункера посчитаем объем зерноматериала в каждой секции. По стандартной методике расчета [4] определим число опытов необходимых в проведения эксперимента (п=4).
Физико-механические свойства кукурузы используемой в эксперименте следующие: условный диаметр зерен 7.5 мм; угол внешнего трения 22.5 град.; угол внутреннего трения, 18.3 град.; влажность кукурузы 15.6 %; плотность 738 кг/м3.
Неравномерность выгрузки различных зерновых культур крайних секций по отношению к остальным секциям выраженную в процентах:
R =
X Г
-- V,
+ Vk 2
*100%
(1)
где п - количество секций в приемном устройстве;
Ук1 и - объем в крайних секциях приемного ящика,
м3.
Таблица 1 - План многофакторного эксперимента (ПФЭ) 33 в натуральных переменных, описывающий процесс степени неравномерности процесса выгрузки
Функция отклика (неравномерность истечения) R Высота выпускного отверстия, мм h Угол наклона днища, град а Ширина бункера, мм b
18,8 20 30 30
18,7 20 30 80
17,3 20 60 30
13,7 70 30 30
15,1 70 60 30
17,8 20 60 80
13,3 70 30 80
15,3 70 60 80
13,2 45 45 55
13,1 45 45 80
15,5 45 60 55
11,5 70 45 55
15,2 70 60 55
15,2 45 60 80
11,1 70 45 80
18,1 20 30 55
15,5 20 45 30
15,3 45 45 30
14,5 45 30 30
15,4 20 45 55
15,1 45 30 55
15,3 45 60 30
15 45 30 80
17,5 20 60 55
13,5 70 30 55
15,2 20 45 80
11,4 70 45 30
R (h, b, а) = A h -h + Ab -b + Aa-a + Bhb -h-b + Бы -h-а + + Bba -b-a + Chba -h-b-a + K .
В результате коэффициент корреляции увеличится примерно на 10 %. Таким образом, можно утверждать, что стандартные эмпирические аппроксимации в данном случае категорически не пригодны, и требуется соответствующая регуляризация.
Обратим внимание (таблица 1), что зависимость от угла а существенно немонотонна при всех вариациях прочих параметров конструкции. Данное обстоятельство позволяет предположить экстремальный характер зависимости R (h, b, а) по отношению к а и воспользоваться в качестве угловой переменной выражением sin [л а/180], если величина а выражена в угловых градусах. Практически адекватный нашим экспериментальным данным шаблон выглядит как R (h, b, а) = Ah - h + Ab - b + Аа- sin [л а/90] + Bhb -h-b + Бы -h- sin [л а/90] + Бы - b - sin [л а/90] + С№а - h-b-sin [л а/180] + K (очевидно, величины коэффициентов A, Б, С и K с индексами здесь другие).
Для нахождения коэффициентов A, Б, С и K с индексами использовался стандартный метод наименьших квадратов. Минимизировался функционал отклонения модельной функции от экспериментальных данных по квадратичной норме. При этом сам функционал рассматривался как функция восьми переменных - A, Б, С и K с индексами:
Ф^, ..., Б№, ..., С №а , K) = X [R, - R (h „ b „ а ,)]2 ^ min , где суммирование ведется по всем i = 27-ми опытам. Значения подгоночных параметров определялись решением системы восьми нелинейных алгебраических уравнений:
{д/д%} Ф(%) = 0 , где % = {Ah, ..., БкЬ, ..., СкЬа , K} - вектор искомых коэффициентов.
Полученная описанным способом зависимость коррелирует с экспериментальными данными на 94 % (рисунок 2), что означает ее адекватность и, следовательно, пригодность для выявления ведущих конструктивных параметров (естественно, в отношении характеристики R).
Результат описанных компьютерных экспериментов по структурной оптимизации модели и соответственно выявлению ключевых связей привел к зависимости:
R (h, b, а) « R (h, а) « 34.07 - [17.3 + 0.076 - h] - sin [л а/90]
(2)
Полученная зависимость содержит всего три подгоночных коэффициента (на каждый коэффициент пришлось по 9 экспериментальных точек), но при этом коррелирует с экспериментальными данными на 93-94 % (рисунок 2).
Если воспользоваться стандартным представлением экспериментальных данных в виде R (И, Ь, а) = Аи ■ И + Аь ■Ь + Аа-а + Виь ■И^ь + Виа ■И^а + БЬа ■¿■а + Сиъа ■И■ ¿■а, где А, Б и С с индексами - соответствующие числовые коэффициенты, оказывается, что коэффициент корреляции экспериментальных данных и предложенной аппроксимации составляет около 65 %. Это означает, что стандартной формулой наши данные не воспроизводятся принципиально.
Несколько улучшить результат позволяет добавление в вышеприведенную формулу постоянного слагаемого К, т.е.:
Рисунок 2 - Графическая зависимость неравномерности выгрузки зернового материала от конструктивных параметров бункерного устройства (высоты выпускного отверстия Ь, угла наклона днища бункера а)
n
2
Отмеченный результат из зависимости свидетельствует о доминирующей роли угла а в конструкции, а также усилении выявленного доминирования при больших значениях величины к. Причем, оптимальный угол наклона днища а = 45 , при котором неравномерность истечения имеет минимальное значение. Выявленное обстоятельство важно при проектировании реальных бункеров.
Анализ математической регрессионной модели позволил установить взаимосвязь равномерности выгрузки сыпучего материала с параметрами бункера. Основными факторами, влияющим на равномерную выгрузку зернового материала по ширине выпускного отверстия, являются угол наклона и высота выпускного отверстия. Оптимальный угол наклона днища, при котором неравномерность выгрузки имеет минимальное значение, равен 450 градусам. Увеличение высоты выпускного отверстия ведет к росту неравномерности выгрузки сыпучего материала.
Список использованных источников
1 Гячев Л. В. Основы теории бункеров. - Новосибирск: Изд-во Новосибирского университета, 1992. - 311 с.
2 Шацкий В.П., Оробинский В.И., Королёв А.И. Регулирование скорости воздушного потока в аспирационных каналах зерноочистительной машины // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2006. - № 9. - С. 3 - 4.
3 Малис А.Я., Демидов А.Р. Машины для очистки зерна воздушным потоком. - М.: Машгиз, 1962. - 175 ^
4 Ермольев Ю. И. Основы научных исследований в сельскохозяйственном машиностроении: учеб. пособие. -Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2003. - С. 82-85.
Информация об авторе
Савенков Дмитрий Николаевич, аспирант Донского государственного технического университета, г. Ростов-на-Дону, е-mail: [email protected], тел. 8-908-179-26-51.
INFLUENCE OF PARAMETERS OF HOPPER WITH A SIDE OUTLET ON GRAIN FLOW UNIFORMITY
THE DISCHARGE GRAIN MATERIAL D.N. Savenkov
Abstract. Using an original regression model the relationship between the hopper parameters and grain flow uniformity is established. Optimal parameters of the hopper are found. The result can be used to optimize the discharge of bulk material out the hopper. Keywords: grain material, slotted hopper, the uniformity discharge.
ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ
ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ
В.М. Юдин, В.В. Серебровский, Л.Н. Серебровская, Р.И. Сафронов, Ю.П. Гнездилова
Аннотация. В статье показана роль гальванических покрытий при восстановлении деталей, представлены результаты некоторых исследований и направления дальнейших исследований.
Ключевые слова: восстановление, гальванические покрытия, железнение, цинкование.
В ремонтном производстве широко известны способы восстановления изношенных деталей гальваническими покрытиями. Они позволяют:
- наносить равномерные покрытия с различной твердостью (600 ... 12000 МПа) и износостойкостью при отсутствии термического воздействия на детали, вызывающего в них нежелательные изменения структуры и механических свойств;
- получить с большой точностью заданную толщину покрытий, снизить до минимума припуск на последующую механическую обработку или исключить ее из технологического процесса;
- автоматизировать процесс, что гарантирует получение высококачественных покрытий требуемой толщины и с заданными механическими свойствами.
Наиболее широко в практике ремонтного производства для восстановления изношенных деталей применяют железнение. Оно обладает хорошими технико-экономическими показателями: исходные материалы и аноды дешевые и недефицитные; высокий выход металла по току (80...95 %); скорость осаждения железа составляет 0,2...0,5 мм/ч; толщина твердого покрытия достигает 0,8... 1,2 мм; в широких пределах можно регулировать свойства покрытий (микротвердость -1600...7800 МПа); достаточно высокая износостойкость твердых покрытий, не уступающая износостойкости закаленной стали.
Помимо восстановления изношенных деталей же-лезнение применяют для исправления брака механической обработки и для упрочнения рабочих поверхностей деталей, не прошедших при изготовлении термической обработки.
Электроосаждение железа осуществляется из растворов его двухвалентных соединений. Находящиеся в электролите двухвалентные ионы железа легко окисляются до трехвалентных.
Наличие в электролите ионов Fe+3 снижает выход железа по току и ухудшает свойства покрытий.
Электролиты для железнения делят на три группы: хлористые, сернокислые и смешанные (сульфатно-хлористые).
Сернокислые электролиты по сравнению с хлористыми менее химически агрессивны и устойчивы к окислению. Однако они уступают хлористым электролитам по производительности, качеству получаемых покрытий и другим показателям. Сульфатно-хлористые электролиты по свойствам занимают промежуточное положение между сернокислыми и хлористыми. Наибольшее применение получили простые (без добавок) хлористые электролиты.
Для защиты от коррозии метизов и других деталей, а также для восстановления посадочных поверхностей малонагруженных деталей в ремонтном производстве применяют цинкование.
При этом цинкование проводят, в основном, из простых и доступных кислых, щелочных, цинкатных или аммиакатных электролитов. Однако, при этом плотность тока и скорость нанесения покрытий невысокие.
Поскольку цинковые покрытия имеют низкую твердость и износостойкость, они имеют ограниченное применение для восстановления изношенных деталей.
