CC BY
16
THE TRANSFORMATION PARAMETERS OF SURFACE ASPERITIES OF THE ELASTIC-VISCOPLASTICITY AT THE STAGE OF OPERATIONAL RUNNING
V.L Baranov, R.A. Ter-Danilov, N. V. Tretyakov
The change of geometrical parameters of superficial microroughnesses of details is examined from visco - plastic materials in the conditions of their frequent shock ladening on the stage of the operating earning extra money. Duration of period of earning extra money is estimated and the setequilibrium geometry of microroughnesses is forecast.
Key words: microroughnesses; earning extra money; resiliently is a viscoplasticity; cyclic shock ladening.
Baranov Viktor Leopoldovich, doctor of technical sciences, full professor, Ter-danilovRoman 74@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Ter-Danilov Roman Arustamovich, candidate of technical sciences, docent, Ter-danilovRoman 74@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Tretyakov Nikolay Viktorovich, deputy head of department, [email protected], Russia, Tula, JSC "Instrument design bureau named after academician A. G. Shipunova "
УДК 623.412.6
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ НА РЕЖИМ РАБОТЫ УЗЛОВ С ЛИНЕЙНЫМИ НАПРАВЛЯЮЩИМИ
А.А. Редькин
Рассматривается методика оценки влияния технологических погрешностей на возмущающие факторы при линейном перемещении тела в упругой направляющей.
Ключевые слова: технологические погрешности, упругая направляющая, линейное перемещение, возмущающие факторы.
При проектировании машин общего и специального назначения достаточно часто возникает необходимость в применении узлов с направляющими различного вида. Направляющая является деталью, которая обеспечивает перемещение (обычно прямолинейное) некого тела по строго заданной траектории. Направляющие имеют различные конфигурации, но возможно выделить две разновидности по способу воздействия тела на поверхности направляющей:
- тело воздействует на внешнюю поверхность направляющей (примером могут послужить линейные направляющие станков);
- тело воздействует на внутреннюю поверхность направляющей (гидравлический и пневматический ударный инструмент, стволы систем вооружения). Направляющие этого вида рассмотрим в данной статье.
92
Как и любые детали, направляющая и тело изготавливаются с некоторыми технологическими погрешностями в пределах поля допуска, что влечет за собой появление несбалансированной массы. Для направляющих также характерна изначальная непрямолинейность, полученная в процессе механической или термической обработки. Данные технологические погрешности приводят к изменению режима работы узла, особенно при долгой циклической нагрузке (значительный износ направляющей втулки и ударников инструмента) или при большой длине направляющей (явление технического рассеивания снарядов при выстреле). При недостаточной жесткости направляющей возникают колебания, усугубляющие негативные эффекты данных явлений.
Таким образом, необходимо выявить, какая точность изготовления деталей узла не приводит к значительному усложнению технологического процесса его производства и в то же время снизит нагрузки на его составляющие. Рассмотрим упрощенную схему ствольной системы (рис. 1) в качестве примера, так как она является наиболее общим случаем. Схема состоит из направляющей круглого сечения 1 и тела 2.
В данном случае на режим работы узла оказывают влияние следующие возмущающие факторы (рис. 2) [1]:
- начальные углы атаки и скольжения относительно вектора скорости V (а, Ь);
- угловая скорость тела относительно осей ОУ и О/ (су0, с0);
- начальные скорости центра масс тела относительно осей ОУ и О/
1 2
Рис. 1. Схема узла «направляющая - тело»
V0, Vо).
Рис. 2. Возмущающие факторы
93
При разработке программного комплекса для расчета использовался математический аппарат работы [2], где представлена система уравнений, описывающая поперечные колебания упругой направляющей на двух опорах. Следует также уточнить, что нет необходимости описывать точные геометрические размеры составляющих узла «направляющая - тело», так как влияние технологических погрешностей будет рассматриваться относительно некоторого номинального значения биения внутренних и внешних поверхностей тела. За номинальные значения биения приняты: для внутренних поверхностей - 1,5 мм, для внешних - 0,5 мм. Расчет проводился при значениях 25, 50, 75, 100, 125, 150 и 200 % от номинальных значений биений. Число реализаций процесса статистического моделирования равно 500, что позволяет обеспечить погрешность менее 6 %.
Результаты расчета процесса движения тела внутри направляющей представлены численно в табл. 1 и 2. Также на рис. 3 и 4 представлены графики зависимости среднего значения скоростей центра масс тела относительно осей ОУ и 07 от величины биения внутренних и внешних поверхностей.
Таблица 1
Численные значения возмущающих факторов при изменении биений
внутренних поверхностей тела
% 25 50 75 100 125 150 200
Биение, мм 0,375 0,75 1,125 1,5 1,875 2,25 3,0
Начальный угол атаки (а), -10-3 рад -2,494 -2,582 -2,628 -2,731 -2,849 -2,975 -3,240
Начальный угол скольжения (0), -10-3 рад 2,237 2,237 2,244 2,257 2,273 2,291 2,330
Начальная угловая скорость вращения относительно оси ОУ (а>у0), рад / с 0,142 0,142 0,143 0,143 0,144 0,145 0,148
Начальная угловая скорость вращения относительно оси OZ (аг0), рад / с -0,166 -0,168 -0,173 -0,179 -0,186 -0,193 -0,209
Начальная скорость относительно оси ОУ V0), -10-3 м/с -3,047 -4,555 -7,289 -10,86 -14,93 -19,30 -28,49
Начальная скорость относительно оси OZ (Уг0), -10-3 м / с -24,67 -25,27 -26.34 -27,73 -29,31 -31,02 -34,60
Таблица 2
Численные значения возмущающих факторов при изменении биений
внешних поверхностей тела
% 25 50 75 100 125 150 200
Биение, мм 0,125 0,25 0,375 0,5 0,625 0,75 1
Начальный угол атаки (а), -10-3 рад -2,647 -2,661 -2,689 -2,731 -2,787 -2,852 -3,003
Начальный угол скольжения (Д), -10-3 рад 2,253 2,251 2,253 2,257 2,264 2,274 2,301
Начальная угловая скорость вращения относительно оси ОУ (ЮуоХ рад / с 0,143 0,143 0,143 0,143 0,144 0,145 0,146
Начальная угловая скорость вращения относительно оси OZ (аг0), рад / с -0,173 -0,174 -0,176 -0,179 -0,183 -0,187 -0,198
Начальная скорость относительно оси ОУ (Уу0), -10-3 м/с -7,248 -7,936 -9,145 -10,86 -13,04 -15,61 -21,59
Начальная скорость относительно оси OZ (У20), -10-3 м/с -26,36 -26,62 -27,08 -27,73 -28,56 -29,55 -31,84
—Ф—Относительно оси ОУ —■— Относительн оси ОЕ
Рис. 3. Графики зависимости среднего значения скоростей относительно осей ОУ и О1 от величины биения внутренних поверхностей тела
95
ф Относительно оси ОУ ■ Относительно оси ОZ
Рис. 4. Графики зависимости среднего значения скоростей относительно осей ОУ и О1 от величины биения внешних поверхностей тела
Как видно из представленных данных, увеличение биений внутренних поверхностей тела в 2 раза вызывает значительное увеличение таких возмущающих факторов, как угол атаки (18,6 %), угловая скорость относительно оси 07 (16,7 %), скорость относительно оси ОУ (162 %) и оси 07 (24,8 %). Увеличение биений внешних поверхностей в 2 раза приводит к увеличению тех же возмущающих факторов: угол атаки (10,0 %), угловая скорость относительно оси 07 (10,6 %), скорость относительно оси ОУ (98,8 %) и оси 07 (14,8 %). Это объясняется тем, что уравнения поперечных колебаний направляющей относительно осей 0У и 07 рассчитываются независимо друг от друга и величина возмущающих факторов значительно зависит от начальной кривизны и моментов инерции сечений направляющей. В то же время уменьшение биений внутренней поверхности в 2 раза значительно снижает величины таких возмущающих факторов, как скорость относительно оси ОУ (58 %) и оси 07 (8,9 %), а для внешней поверхности только для скорости относительно оси 0У (33,3 %).
Таким образом, можно сделать вывод, что ужесточение допусков на механическую обработку как внутренних, так и внешних поверхностей тела приводит к значительному снижению величины возмущающих факторов, таких, как скорость относительно осей 0У и 07. Для снижения негативного влияния технологических погрешностей на работу узла «направляющая - тело» необходимо не только уменьшение биений поверхностей тела, но и увеличение жесткости направляющей, что достигается увеличением моментов инерции ее поперечных сечений. Расширение полей допусков на поверхности тела приводит к увеличению возмущающих факторов, а следовательно, к нарушению работы узла в целом.
Список литературы
1. Могильников Н.В., Горбунов В.В., Левицкий Н.Ф. Движение снаряда в стволе и на траектории. Тула: Изд-во ТулГУ, 2002. 139 с.
96
2. Редькин А.А. Определение реакций взаимодействия опорных элементов твердого тела при движении в упругой направляющей // Известия Тульского государственного университета. Вып. 12 Ч. 2. 2016. 327 с.
Редькин Александр Александрович, асп., alexander9629@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL IMPRECISIONS ON THE WORKING CONDITION OF PARTS WITH LINEAR SLIDEWAYS
A.A. Redkin
The article describes the technique of an estimation of influence of technological imprecisions on perturbing factors at linear moving of a body in an elastic slideway.
Key words: technological imprecisions, elastic slideway, linear motion, disturbingfac-
tors.
Redkin Alexandr Alexandrovich, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.793
ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ НА ОСНОВЕ КАРБИДА ВОЛЬФРАМА ДЛЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ
СТАЛИ 35
В.Н. Гадалов, А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков, Д.Н. Романенко, Е.А. Филатов, И. А. Макарова, И.В. Ворначева
Изучалось изменение привесов катода и эрозии анода за определенное время легирования при различных электрических параметрах. Исследована кинетика процесса ЭИЛ, включающая временные зависимости суммарных и удельных эрозий анода, а также суммарных и удельных привесов катода. Показано, что эффективность процесса «грубого» ЭИЛ возрастает при повышении длительности импульсов до характерного для каждого электродного материала предела.
Ключевые слова: наноструктурирование, карбидовольфрам, электроискровое легирование, порошковые материалы.
Основой поступательного развития экономики в рыночных условиях является повышение эффективности производства. Решение этой проблемы связано с созданием новых и совершенствованием существующих технологий, с технологическим перевооружением производства. Важное значение приобретает задача создания новых установок и электродных ма-
97
