Расчет интенсивности изнашивания рабочих поверхностей детали «диск разбрызгивателя»

Объект исследования: конструкция и характеристики рабочих поверхностей детали "Диск Разбрызгивателя".

Результаты, полученные лично автором: проведен расчет интенсивности изнашивания рабочих поверхностей детали «Диск разбрызгивателя».

Надежность, долговечность, эффективная работоспособность машин, механизмов и приборов в значительной степени определяются процессами, происходящими в зоне фрикционного контакта. В данной статье рассматривается вопрос расчета интенсивности изнашивания рабочих поверхностей детали «Диск разбрызгивателя» (рис.1) в результате центрифугирования диоксида кремния.

Главной частью центрифуги является «Диск разбрызгивателя», насаженный на вращающийся вал. Твердые частицы суспензии отбрасываются на стенки диска под действием центробежных сил. Уплотняясь, данные частицы образуют осадок. Осветленная жидкость переливается в статичный корпус и выводится посредством патрубка в его нижней части. После прекращения работы центрифуги осадок выгружают вручную.

Рис. 1. Диск разбрызгивателя

Проанализировав физико-механические характеристики диоксида кремния оказалось, что полученный продукт белый, аморфный, непористый, индифферентный порошок, распыляется, содержит 99,3% SiO2; имеет высокую дисперсность (диаметр частиц 4 – 40 мкм, имеют сферическую или почти сферическую форму), удельная адсорбционная поверхность составляет 50 – 450 м²/г; насыпной объем приблизительно 50 г/л, плотность – 0,3г/см³; рН водной суспензии 4,0; показатель преломления n²⁰_D = 1,46.

Объем вовлеченного в контактную деформацию материала рассчитывается по формуле:

,

где h – глубина внедрения частицы, мкм, R – усредненный объемный радиус частиц, мкм, n_a – число частиц, находящихся в зоне трения.

Принимая во внимание физико-механические характеристики диоксида кремния и особенности технологического процесса центрифугирования, получим:

.

Удельная интенсивность изнашивания рассчитывается по формуле:

,

где А_r – фактическая площадь контакта, мм²; а – радиус пятна контакта, мм; n_p – число циклов.

Подставив значения А_r = 200 мм², а =13 мм и n_p = 2583·10⁶ получим:

.

Зависимость для определения интенсивности абразивного изнашивания, основанной на усталостной природе разрушения поверхности трения, имеет вид:

,

где А_а – номинальная площадь контакта, мм², А_а = 304 мм².

Применение предложенной математической модели расчета деталей и узлов машин на долговечность по износу на примере определения интенсивности изнашивания функциональных поверхностей детали «Диск разбрызгивателя» позволяет решить одну из основных проблем надежности – прогнозирование изменения работоспособности машин в процессе эксплуатации и, как следствие, обеспечение наработки узла трения на отказ.

Материал поступил в редколлегию 03.05.2017

УДК 004.414

Р.В. Абрамов

Научные руководители доценты кафедры «Технология машиностроения», к.т.н. Е.А. Польский, к.т.н. С.В.Сорокин

abramow.roma1995@yandex.ru

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОГО И МЕТОДИЧЕСКОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ УЧЕБННО-МЕТОДИЧЕСКОГО

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА

«КОМПОНОВКА СОВРЕМЕННОГО СТАНОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ»

Объект исследования: этап технологической подготовки производства по выбору схемы компоновки и кинематических возможностей современного технологического оборудования.

Результаты, полученные лично автором: разработан программный модуль автоматизированной подсистемы моделирования схемы компоновки металлорежущего оборудования (программная реализация).

Под управлением станком принято понимать совокупность воздействия на его механизмы, обеспечивающие выполнение технологического цикла обработки, а под системой управления – устройство или совокупность, реализующих эти воздействия.

Прогрессивным направлением автоматизации производства является применение станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Благодаря оснащению многоцелевых станков (МС) устройствами с ЧПУ и автоматической смены инструмента существенно сокращается вспомогательное время при обработке и повышается мобильность переналадки. Сокращение вспомогательного времени достигается благодаря автоматическим установке инструмента (заготовки) по координатам, выполнению всех элементов цикла, смене инструмента, кантованию и смене заготовки, изменению режимов резания, выполнению контрольных операций, а также большим скоростям вспомогательных перемещений.

Применение станков с ЧПУ в сравнении с обычным оборудованием создает ряд технико-экономических преимуществ.

Главный эффект программного оборудования заключается в увеличении до 80-90% работы оборудования (15-20% у обычных станков). Обусловлено это тем, что резко сокращается вспомогательное время, время на смену инструмента и переналадку оборудования.

Разрабатываемая автоматизированная система предназначена для реализации учебно-методического автоматизированного комплекса «Компоновка современного станочного оборудования»

В качестве специального программного обеспечения при разработке автоматизированной системы расчета режимов резания была выбрана объектно-ориентированная среда программирования Visual Basic.

Для выполнения разработки необходимо выбрать следующие данные:

• группу станка (токарные или многоцелевые сверлильно-фрезерно-расточные станки);

• компоновку станка.

Для группы токарных станков в качестве особенностей компоновки пользователь автоматизированного модуля может указать:

• количество шпинделей;

• количество револьверных головок;

• количество силовых фрезерных головок.

Для многоцелевых станков указывается (рис. 1):

• компоновка станка (горизонтальное или вертикальное расположение оси шпинделя);

• наличие стола-глобуса.

Рис.1 Выбор марки многоцелевого станка.

Далее осуществляется формирование отчета – результаты проделанной работы сохраняются в приложении Microsoft Office Word. При необходимости эти данные могут быть отправлены на печать.

Автоматизированная система, разработанная в данном проекте, может быть использована в работе инженеров, а также студентов при выполнении разделов выпускной квалификационной работы.

Материал поступил в редколлегию 11.04.2017

УДК 004.414

Л.С. Бравицкая

Научные руководители доценты кафедры «Технология машиностроения», к.т.н. Е.А. Польский, к.т.н. С.В.Сорокин

Sorokin.tm@mail.ru