CC BY
12
7. Геращенко О.А. Температурные измерения / О.А. Геращенко, А.Н. Гордов, В.И. Лах и др. - К. : Изд-во "Наук. думка", 1984. - 496 с.
Фединец В.А. Особенности измерения температуры газовых потоков
Рассмотрены особенности измерения температуры газовых потоков в зависимости от типового случая их протекания. Указано, что при измерениях в высокоскоростных потоках необходимо учитывать как влияющий фактор частичное торможение потока в зоне размещения термопреобразователя, что вызывает дополнительный нагрев его рабочей части. Разработаны рекомендации по выбору методов и средств измерения.
Ключевые слова: температура, газовый поток, методы измерения, термопреобразователь, технологический процесс.
Fedynets V.O. Features of measuring of temperature gas streams
The features of measuring of temperature of gas streams are considered depending on the typical case of their flowing. It is indicated that during measuring in high-speed streams it is necessary to take into account as influence partial braking of stream in the area of placing of receivers of temperature which causes the additional heating him working part. Recommendations are worked out from the choice of methods and measuring facilities.
Keywords: temperature, gas stream, measuring methods, receivers of temperature, technological process.
УДК 674.002.5 1нж. В.В. Войтович; проф. В.В. Шостак, д-р техн. наук -
НЛТУ Украши, м. Львiв
ЗМ1ЦНЕННЯ ВИСОКОШВИДК1СНИМ ТЕРТЯМ НАПРЯМНИК1В СТР1ЧКОПИЛКОВОГО ВЕРСТАТА
Описано результати експериментальних дослщжень. Отримано piB^H^ регреси, яке характеризуе залежшсть мжротвердост поверхш цилшдричного напрямника вщ сили притискання i швидкост подавання фрикцшного диска. Показано вплив глибини поверхневого шару на змшу мжротвердост матерiалу.
Ключовг слова: мжротвердють, змщнення, напрямник.
Керування техшчним станом технолопчного обладнання шд час експлу-атацп визначають передушм стратепею техшчного обслуговування i ремонту, в основi яко! лежить науково обгрунтована структура ремонтного циклу. Ii визначають довговiчнiстю i зносостшкютю ушх деталей верстата, зокрема й базових, а саме: напрямниюв, осей, валiв, вальниць й т. ш.
Дослщжено процес розпилювання та тдготовлення шструменту на стрь копилкових верстатах у працях В.А. Худякова, O.G. Феоктютова, G.B. Трухина, Н.Ю. Мжловцика, 1.Т. Ребезнюка, Б.А. Веселково!, С.П. Степанчука та ш. Але питанням керування техшчним станом верстапв у цих роботах не придшено уваги. За результатами аналiзу конструктивних особливостей i практики експлуатацп горизонтальних стржопилкових верстатiв встановлено:
1. На бшьшосл пiдприемств, де розпилюють колоди на бруси i дошки вико-ристовують горизонтальнi стрiчкопилковi верстати вiтчизняного виробниц-тва. Цi верстати за сво!ми показниками забезпечують вимоги щодо якост та продуктивностi.
2. На сьогодш в Украш немае жодно! науково-дослщно! роботи з дослiдження надiйностi цих верстатав, вiдсутнi науково обгрунтованi та практично апро-бованi структури ремонтних циклiв i рекомендацп щодо !х розроблення.
3. Зiбранi нами статистичт данi з тдприемств щодо довговiчностi основних спряжень верстат^в показали, що найменший ресурс мають деталi мехатз-му подавання пилкового супорта, ходовi колеса та напрямники, термiн служби яких не перевишуе 2.. .3 роки.
Конструкщю спряження, напрямник - ходове колесо - зображено на
рис. 1.
Рис. 1. Схема спряження, напрямник - ходове колесо
У процес експлуатаци верстата тд д1ею змшних сил, що виникають у спряжет, а також ди абразивних частинок, що попадають у стик, швидко зно-шуеться напрямник цилшдричного перетину. Напрямники виготовляють з труб д1аметром ^ дюйма. Для шдвищення жорсткост труби в середину и забивають цилшдричний стержень. Практика показуе, що шдвищення зносостшкост ходо-вих колю призводить до швидкого зношування напрямниюв, як е складною де-таллю у виготовленш { вив1ренш. Тому ходов1 колеса виготовляють з конструк-щйно! стат Ст3. I тд час ремонту замшюють ходов1 колеса, як мають менший ресурс. Якщо шдвищити зносостшюсть напрямниюв, тод1 можна виготовляти ходов1 колеса з високовуглецево!, або леговано! стал1, { термш служби цього спряження шдвищиться. Ми запропонували для змщнення поверхш цилшдрич-ного напрямника використати метод високошвидюсного тертя [1].
1снуюча експериментальна установка для проведення дослав розробле-на на баз1 модертзованого ушверсального загострювального верстата модел1 3А64 дае змогу плавно регулювати швидюсть подавання дослщного зразка [2]. Силу притискання фрикцшного диска регулювали стутнчасто. Глибину змщ-неного шару напрямника вим1рювали на р1знш вщсташ вщ поверхш труби. Для змщнення використали профшьний фрикщйний диск д1аметром 200 мм, виго-товлений з1 стал1 40Х.
Для обгрунтування режим1в змщнення було проведено серш попередтх дослщв на р1зних режимах. Змшними факторами була сила притискання диска
до напрямника Р \ швидюсть подавання напрямника и. Мжротвердють змщне-ного поверхневого шару вим1рювали на р1зних глибинах. Для вим1рювання мш-ротвердосп використали твердом1р модел1 ПМТ-3М. Напрямник змщнювали в чотирьох протилежних мюцях. Пюля змщнення його розр1зали на окрем1 кшьця шл1фували разом з затискним пристроем, проводили травлення 1 зам1ряли мш-ротвердють. Анал1з попередшх дослдав дав змогу встановити, що залежнють мжротвердосп в1д сили притискання Р, швидкосп подавання 1 глибини змщ-нення к криволшшна 1 11 можна описати показниковою функщею
Нт = С■ Ра-иа2 ■ каз, (1)
де: С - постшна величина, що залежить вщ конкретних умов високошвидюсно-го тертя; а1, а2, а3 - показники степеня, визначеш експериментально. Пюля логарифмування отримали лшшну залежнють
1пНт = 1пС + а1 ■ 1пР + а2 ■ 1пи + а3 ■ 1пк. (2)
Р1вняння регресп будемо шукати у вигляд1 неповного квадратного р1в-
няння
у = а0 + а1 ■ х1 + а2 ■ х2 + а3 ■ х3 + а12 ■ х1 ■ х2 + а13 ■ х1 ■ х3 + + а23 ■ Х2 ■ Хз + а123 ■ Х1 ■ Х2 ■ хз
де: у = 1п Нт; а0 = 1п С; х1 = 1п Р; х2 = 1пи; х3 = 1п к.
Для визначення коефщенпв р1вняння регресп використали повний фак-торний план (ПФП) для трьох змшних чинниюв. Кшькють дослдав дор1внюе N = 23. Р1вш кодування чинниюв, що впливають на мжротвердють, наведено у табл. 1.
Табл. 1. Ршш кодування чиннишв, що впливають на м^отверд^ть
(3)
Назва чинника Позначення 1нтервал змь ни у логариф-м1чнш форм1 Р1вш кодування
явно норма-л1зовано у явному вигляд1 у логарш мчнш форм:
-1 0 +1 -1 0 +1
Сила притискання, Н Р х1 0,11 400 447,2 500 5,99 6,1 6,21
Швидюсть подавання, м/хв и х2 0,28 1 1,323 1,75 0 0,28 0,56
Глибина змщ-нення, мкм к х3 1,42 50 206,2 850 3,91 5,33 6,75
Матрицю планування експерименпв для визначення впливу основних чинниюв на мжротвердють напрямника наведено у табл. 2.
Дев'ятий дослщ на нульовому р1вш передбачено як попереднш для пере-в1рення адекватносп р1вняння регресп 1 визначення коефщента вар1ацп мжрот-вердосп. Число повторень у кожного дослщу визначали за формулою
г2 ■и2 ~РГ
(4)
де: г - значення критерт Стьюдента, г = 2,03 для р1вня значимости д = 0,05 та числа ступешв свободи /у = N■(п -1) = 9 ■( -1) = 36; и- коефщент вар1ацп
п
oдеpжаний для гопередшх дocлiдiв на нyльoвoмy piвнi и= 4,95 %; P - точшсть дocлiдiв прийняли не менше 5 %.
Табл. 2. План-матриця ПФП 23
№ дocлiдy Чинники y тормаль зoвaнoмy виглядi Чинники y явтому виглядi Чинники y лoгapифмiчнiй фopмi
Х1 Х2 Х3 P, H Us, м^в h, мкм ln P ln Us ln h
1 400 1 50 5,99 0 3,91
2 1 500 1 50 6,21 0 3,91
3 1 400 1,75 50 5,99 0,56 3,91
4 1 1 500 1,75 50 6,21 0,56 3,91
5 1 400 1 850 5,99 0 6,75
б 1 1 500 1 850 6,21 0 6,75
7 1 1 400 1,75 850 5,99 0,56 6,75
8 1 1 1 500 1,75 850 6,21 0,56 6,75
9 0 0 0 447,2 1,323 206,2 6,1 0,28 5,33
Пюля poзpаxyнкy п = 4,04. Пpиймаeмo п = 5 для вшх дocлiдiв. Для виключення cиcтемнoï пoмилки пpoвoдили pандoмiзацiю дocлiдiв за дoпoмoгoю таблицi випад^вих чиcел. Дocлiди матpицi план7вання (табл. 2) пpoвoдили y такiй пocлiдoвнocтi: 1, 3, 7, 4, 2, 5, 6, 8.
Резyльтати пpoведениx дocлiдiв наведенo в табл. 3.
Табл. 3. Результаты проведених дослШв за планом ПФП-23
№ дocлi- ду Середне значення мiкpoтвеpдocтi Дитером D Середне квад-ратичне вдаи-лення а, ГПа Кзефодент вapiaцiï и, % nox^ra cеpедньo-ro, m0 Toчнicть Дocлiдy P, %
Hm, ГПа ln Hm
1 3,235 1,173 0,0204 0,1428 4,42 0,0639 1,974
2 3,089 1,127 0,0261 0,1617 5,23 0,0723 2,340
3 4,029 1,392 0,0511 0,2259 5,61 0,1010 2,508
4 3,255 1,180 0,0207 0,1440 4,42 0,0644 1,979
5 2,953 1,081 0,0284 0,1684 5,70 0,0753 2,551
6 3,296 1,192 0,0167 0,1292 3,92 0,0578 1,753
7 3,611 1,283 0,0309 0,1757 4,87 0,0786 2,176
8 3,175 1,154 0,0188 0,1370 4,31 0,0613 1,930
9 3,361 1,211 0,0272 0,1649 4,90 0,0737 2,193
Пюля oбpoблення pезyльтатiв дocлiджень oдеpжали piвняння регре^ y нopмалiзoванoмy виглядi
у = 1,19784 - 0,03463 • х + 0,05446 • х2 - 0,02011- х3 - 0,0507 • х • х2 + +0,03015 • х • х3 - 0,0135 • х2 • х3 - 0,009104 • х • х2 • х3.
Дoбyтoк кpитеpiю Стьюдента на диcпеpciю ^ефоденив piвняння регре-ciï дopiвнював 0,01571. ToMy кoефiцieнти а23 i а123 пpиймaeмo як не значимi.
Пеpевipення aдеквaтнocтi piвняння pегpеciï пpoвoдили за кpитеpieм Фь шера. Рoзpaxyнкoве значення критерт Фiшеpa Fp = 1,2 i e меншим вiд таблич-нoгo FT = 2,87 для fad = 3, fy = 36 i q = 0,05. Од^р^н^ть диcпеpciй дocлiдiв пе-pевipяли за кpитеpieм Кoxpенa. Рoзpaxyнкoве значення критерт Кoxpенa Gp = 0,16997, табличне значення GT = 0,39 для fy = 5-1=4, m = 8, q = 0,05.
Для переведення рiвняння регреси з нормалiзованого у явний вигляд ви-користали замши:
1п Р - 1п Р
Х1 — ■
; х = и - 1п и (о);
1п к - 1п И(0) хз =--—и-
Аз
А! А2
де: 1пР, 1пи, 1пк - значення логарифмiв вiд сили притискання, швидкост по-давання i глибини змщнення; А^ А2, А3 - штервали змiни чинникiв.
Пiсля розрахунюв отримали рiвняння регреси у явному виглядi 6 54336 ■ „ЮД041. р(-0,87241-1,6237-1пЦу-1,178232-1пк)
Нт —
к1,
,1782321
(7)
Збiльшення швидкостi подавання призводить до зростання мшротвер-достi по всш глибинi поверхневого шару напрямника. На малих швидкостях незначна сила притискання призводить до зменшення мiкротвердостi нижче основного шару металу (рис. 2). Тшьки на швидкостях бшьше 1,25 м/хв. спостерь гаемо зростання мжротвердость Збiльшення глибини поверхневого шару призводить до зменшення мжротвердосл напрямника на вЫх швидкостях подавання. Це пояснюеться тим, що нагрiвання не поширюеться на глибину бшьше шж 1 мм (рис. 3).
400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 Сила притискання Р, Н Рис. 2. Залежтсть мiкротвердостi на глибит 206,2 мкм вiд сили притискання i
швидкостi подавання
Е
200 300 400 500 600 700 Глибина поверхневого шару Ь, мкм Рис. 3. Залежшсть мiкротвердостi Нт вiд глибини Н i швидкостi подавання Ув для сили притискання Р=447,2 Н
Збшьшення сили притискання фрикцшного диска до поверхш напрямника призводить до зменшення мжротвердосл (рис. 4). Це пояснюеться тим, що
велика сила притискання прогр1вае всю товщину матер1алу 1 р13кого охоло-дження не вщбуваеться. Внаслщок цього поверхня не змщнюеться, а навпаки мшротвердють на поверхш стае меншою, шж до змщнення.
Сила притискання, Р, Н
200 300 400 500 600 700 Глибина змщнення, Ь, мкм Рис. 4. Залежшсть мiкротвердостi вiд глибини змщнення i сили притискання для постшног швидкостi подавання Vs=1,323 м/хв
Швидюсть подавання фрикцшного диска за великих зусиль притискання Р = 500 Н не призводить до збшьшення мжротвердост поверхш напрямника (рис. 5). Але за менших зусиль притискання Р = 400 Н шдвищення швидкост вщ 1 до 2 м/хв веде до зростання мжротвердосл в 1,3 раза. Це пояснюють тим, що за менших зусиль притискання видшяеться менша кшьюсть тепла 1 температура на поверхш напрямника значно менша.
Рис. 5. Залежшсть мiкротвердостi вiд швидкостi подавання i сили притискання на глибиш 206,2 мкм
Анашз р1вняння регреси на екстремум показуе, що екстремальних зна-чень ця функщя немае. Тому ращональним треба вважати режим змщнення в межах що забезпечують технолопчш можливост змщнювально! установки без утворення напружень в напрямнику, що можуть призвести до його деформаци { жолоблення.
Висновки. Вперше проведено дослщження процесу змщнення цилш-дрично! поверхш напрямника методом високошвидюсного сухого тертя. Отри-мано коефщ1енти р1вняння регреси у вигляд1 степенево! залежност мшротвер-дост змщнено! поверхш вщ сили притискання фрикцшного диска, швидкост
його подавання i глибини змiцненого шару. AHani3 ще1 залежностi показуе, що режими змщнення необхiдно вибирати з врахуванням сили притискання в межах вщ 400 до 450 Н i швидкосп подавання в межах вщ 1,25 до 1,75 м/хв. Мж-ротвердiсть поверхнi напрямника збшьшуеться в 1,3 раза.
Л1тература
1. Гурей 1.В. Пщвищення довгов1чносг1 напрямних гехнологiчного обладнання фрикцшним змщненням / 1.В. Гурей, И.А. Гурей // Вюник НУ "Льв1вська полгтехшка". - Сер.: Ошташзащя виробничих процеав i техшчний контроль у машинобудуванш. - Льв1в : Вид-во НУ "Льв1вська полгтехшка". - 2011. - № 702. - С. 19-24.
2. Рудь A.G. Пщвищення ефективносп робоги вщцентрових сгружкових верстапв змщненням 1х бил високошвидгасним тертям : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.05.04 / А.е.Рудь; НЛТУ Укра1ни. - Льв1в, 2009. - 21 с.
Войтович В.В., Шостак В.В. Упрочнение высокоскоросным трением направляющих ленточнопильного станка
Описаны результаты экспериментальных исследований. Получены уравнения регрессии, характеризующие зависимость микротвердости от усилия прижима и скорости подачи фрикционного диска. Показано влияние глубины поверхностного слоя на изменение микротвердости материала.
Ключевые слова: микротвердость, упрочнение, направляющая.
Vojtovich V.V., Shostak V. V. Surface hardening the high-speed friction of sending band-saw machine-tool
The results of experimental researches are described. Equalizations are got regressions, characterizing dependence of microhardness on effort of clamp and speed of serve of friction disk. Influence of depth of superficial layer is shown on a change microhardness of material.
Keywords: microhardness, surface hardening, sending.
УДК 539.37: 621.867 Ст. викл. РА. Ковальчук, канд. техн. наук;
асист ХА. Висоцька - НУ "Львгвська полгтехтка "
АНАЛ1З НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ЛАНЦЮГ1В КОНВЕЕР1В
Розглянуто результати аналiзу напружено-деформованого стану ланцюпв кон-веера з прямими та з^нутими пластинами. Для цього побудовано тривимiрнi парамет-ричш моделi ланок iз шаршрами ланцюпв, методом скшченних елеменпв визначено напруження i деформаци в деталях ланки, побудовано епюри е^валентних напружень та деформацш в напрямку ди тягового зусилля. Визначено коефщенти жорсткосп дос-лщжуваних ланцюпв, проведено аналiз поверхневих напружень та деформацш, що ви-никають в мюцях контакту елеменпв ланцюга.
Ключовг слова: тяговий ланцюг, статичш навантаження, жорстюсть, напруження, скшченно-елементна модель.
Вступ. У багатьох галузях промисловосп та у сшьському господарств1 широко використовують ланцюгов1 конвеери. Робота конвеера характери-зуеться значними динам1чними навантаженнями його елеменпв як тд час пуску, так 1 в процеш усталеного руху [8, 11]. Внаслщок несталосп 1 передавально-го вщношення ланцюгово1 передачi у привщнш систем! конвеера виникають значш циктчш зусилля, як нерiдко призводять до передчасного виходу з ладу елементiв ланцюга [2, 9, 10]. Дослщжено динамiчнi процеси в тягових елемен-
