CC BY
10
УДК 621.793
КОНСТРУКЦИЯ ВЫСОКОЙ УНИВЕРСАЛЬНОСТИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА АДГЕЗИОННУЮ ПРОЧНОСТЬ ДИСПЕРСНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ
High Versatility Design for Testing the Adhesion of the Dispersed Polymer Composite Coatings
Лавров В.И., инженер Милехина Н.В., к.с-х.н., доцент Lavrov V. I., Milehina N. B.
ФГБОУ ВО «Брянский аграрный государственный университет» 243365 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а
Bryansk State Agrarian University
Реферат. С целью повышения универсальности и производительности проведения исследований адгезионной прочности клееполимерных дисперснонаполненных композиционных материалов с большим количеством экспериментальных параметров (состав композита, дисперсность наполнителя, материал и состояние поверхности подложки) за один цикл испытаний, разработано приспособление, которое состоит из двух частей - матрицы и обоймы. Матрица является сменным элементом и устанавливается во внутренней полости обоймы заподлицо с её верхним торцом; в верхней части матрицы предусмотрен опорный бурт, обеспечивающий надежное её крепление в обойме; матрица и обойма имеют две опорные поверхности; площадь отверстия матрицы обеспечивает необходимый уровень контактирования опытного композита и подложки для прохождения всех процессов, определяющих адгезионную прочность. Наличие переходной посадки в соединении «матрица-обойма» Н7/к6 и шероховатости их поверхностей Ra1,6 позволяет без особых усилий проводить сборку и разборку приспособления. Предлагаемое конструктивное решение обеспечивает проведение испытаний при наличии не менее 4-х факторов, оказывающих влияние на уровень адгезионной прочности, одновременно. Устройство отличается простотой исполнения; многофункционально при проведении испытаний и не требует специальных навыков в реализации экспериментов.
Summary. In order to increase the versatility and productivity of researching the adhesive strength of polymer-dispersed composite materials with a large number of experimental parameters (structure of the composite, filler dispersion, material and substrate surface state) for one test cycle, a device is worked out, consisting of two parts - matrix and holder. The matrix is a replaceable element and is installed with its upper end in the inner space of the clip aflush; in the upper part of the matrix, a support collar is provided, ensuring its secure attachment in the cage. The matrix and cage have two support surfaces; the area of the hole in the matrix provides the necessary level of contact between the experimental composite and the substrate for the passage of all processes that determine the adhesive strength. The presence of a transitional fit in the connection "matrix-holder" H7 / k6 and the roughness of their surfaces Ra1.6 allows assembling and disassembling the device without special effort. The proposed constructive solution ensures the testing in the presence of at least 4 factors that affect the level of adhesive strength, at the same time. The device is simple in performance; is multifunctional during testing and does not require special skills in the implementation of experiments.
Ключевые слова: адгезионная прочность, клееполимерный композит, дисперсный наполнитель, универсальность испытаний, параметры испытаний.
Key words: adhesive strength, adhesive-polymer composite, disperse filler, universality of tests, test parameters.
Введение
Лабораторные испытания материалов различного назначения являются основой для проведения стендовых и натурных исследований, позволяя сократить время и финансовые затраты на их реализацию [1,2]. Нередко наличие результатов подобных испытаний позволяет вообще избежать полномасштабных экспериментов [3]. В этом плане не являются исключением исследования по подбору оптимальных составов композиционных веществ по тем или иным параметрам. В отношении клеедис-персных материалов одним из определяющих показателей является адгезионная прочность, определение которой требует наличия специальных устройств и приспособлений [3], т.к. проводимые эксперименты отличаются наличием значительного количества факторов, регламентирующих их функциональность.
Постановка цели
Существующие способы и устройства [5,6] не могу в полной мере решить задачу определения прочности сцепления покрытия с подложкой за один этап эксперимента при наличии не менее 4 - х экспериментальных параметров. Причиной этого служит следующее: технологические трудности при формировании опытного покрытия; ограниченность в одновременном исследовании всей совокупности изучаемых факторов, низкие универсальность и производительность
Попытки авторов приспособления, используемого в способе [7], состоящего из матрицы и пуансона, где матрица представлена массивным цилиндром со ступенчатым отверстием, в верхней области, которого осуществляется формирование исследуемого композита, а адгезионная прочность, характеризуемая напряжением сдвига, определяется путем продавливания пуансоном сформированного опытного дисперсного клееполимерного композита. Однако необходимость использования несколько матриц при испытаниях большого количества составов и экспериментальных факторов, существенно снижает универсальность приспособления и производительность проведения исследований.
Поэтому целью, представляемых материалов является разработка приспособления, имеющего повышенные универсальность и производительность проведения исследований с большим количеством экспериментальных параметров (состав композита, дисперсность наполнителя, материал, состояние поверхности подложки) за один цикл испытаний.
Проблему универсализации можно решить, обеспечив сменность конструктивного элемента, где формируется опытный композит и многократным использованием опорной части приспособления.
Разработка устройства
В этом случае поставленная цель достигается за счет того, что приспособление состоит из сменной цилиндрической полой матрицы, предназначенной для формирования опытного композита, и массивной полой обоймы, с двумя опорными поверхностями для ее установки и крепления.
Матрица (рисунок 1) изготавливается из материала, диктуемого задачами эксперимента, и представляет собой полый цилиндр с опорным буртом 1 в верхней части диаметр и толщина которого должны обеспечить ее надежную установку и крепление в обойме. Внутренняя поверхность 2, где происходит формирование композита, может иметь различные шероховатость и профиль в зависимости от цели исследования. Геометрические параметры отверстия, должны обеспечить такую площадь, которая достаточна для контактирования системы «покрытие подложка» с учетом влияния всех параметров, определяющих адгезионную прочность. Матрица является сменным элементом, что позволяет проводить исследования в широком диапазоне экспериментальных факторов и обеспечивает высокую универсальность приспособления и надлежащую производительность проведения испытаний.
Обойма представляет собой массивное металлическое тело с цилиндрической полостью трех различных диаметров и высот (рисунок 2). Диаметры внутренних ступеней полости равны диаметрам опорного бурта и матрицы соответственно. Диаметр нижней опорной поверхности выбирается из условия, что он должен быть больше диаметра полости матрицы для беспрепятственного удаления продавленного композита.
1
Рисунок 1 - Матрица
1
Рисунок 2 - Обойма
В соединении «внешняя поверхность матрицы-внутренняя поверхность обоймы» необходима переходная посадка Н7/к6, которая позволяет без затруднений приводить сборку и разборку конструкции. Шероховатость сопрягаемых поверхностей - Яа1,6.
Таким образом, приспособление состоит из двух конструктивных частей - матрицы и обоймы. Матрица является сменным элементом и устанавливается во внутренней полости обоймы заподлицо с её верхним торцом; в верхней части матрицы предусмотрен опорный бурт, обеспечивающий надежное её крепление в обойме; матрица и обойма имеют две опорные поверхности, Площадь отверстия матрицы обеспечивает необходимый уровень контактирования опытного композита и подложки для прохождения всех процессов, определяющих адгезионную прочность, а наличие переходной посадки в соединении «матрица-обойма» Н7/ к6 и шероховатости их поверхностей Яа1,6 обеспечивают легкость при сборке и разборке.
Оценка адгезионной прочности проводится по напряжению сдвига, определяемого как отношение сдвигающей нагрузки к площади контакта системы «покрытие - подложка». Общая схема проведения испытаний приведена ниже на рисунке 3.
Р
з
Рисунок 3 - Схема проведения испытаний с использованием приспособления (1 - матрица; 2 - обойма; 3 - шток (пуансон); 4 - опытный композит; P - сдвигающая нагрузка)
Применение предлагаемого приспособления позволило за один цикл испытаний одновременно исследовать влияние на адгезионную прочность следующих параметров - 5 составов с различными концентрациями компонентов и дисперсностью наполнителя в 4-х вариантах при наличии контактных поверхностей с 4-мя шероховатостями и 4-мя профилями.
Выводы
1 Разработана конструкция приспособления для определения адгезионной прочности клеепо-лимерных дисперсных материалов с повышенной универсальностью.
2 Приспособление позволяет проводить испытания при наличии не менее четырех экспериментальных факторов одновременно.
3 Приспособление отличается простотой конструктивного решения и не сложностью проведения испытаний.
Библиографический список
1. Филин Ю.И. Эпоксидный композит для повышения ресурса термоупрочненных лемехов // Сельский механизатор. 2017. № 5. С. 36-37.
2. Исследования покрытия из нанокристаллического сплава finemet, полученного электроискровым методом / А.В. Коломейченко, И.С. Кузнецов, А.Ю. Измайлов, Р.Ю. Соловьев, С.Н. Шари-фуллин // VIII ежегодная конференция Нанотехнологического общества России: сборник тезисов. 2017. С. 62-65.
3. Пат. 2370351 Российская Федерация. Способ восстановления и упрочнения плужных лемехов устранением лучевидного износа двухслойной наплавкой / А.М. Михальченков, А.А. Тюрева, И.В. Козарез, В.Ф. Комогорцев; опубл. 10.04.2008.
4. Михальченков А.М., Феськов С.А., Якушенко Н.А. Восстановление стрельчатых лап // Сельский механизатор. 2014. № 3 (61). С. 36-37.
5. Бирюлина Я.Ю., Михальченкова М.А. Применение абразивостойких эпоксидных композиций, армированных дисперсными частицами из природных песков для восстановления деталей (отва-
лы и культиваторные лапы для высева семян) / под ред. А.М. Михальченкова // Труды инженерно-технологического факультета: сборник научных трудов. Брянск, 2015. С. 79-96.
6. Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление: пер. с яп. В.Н. Попова. М.: Машиностроение, 1985. 240 с.: ил.
7. Пат. 2617128 Российская Федерация. Способ определения адгезионной прочности клеепо-лимерных дисперсных композитов с металлической подложкой / А.М. Михальченков, В.Ф. Комогор-цев, Ю.И. Филин, М.А. Михальченкова; опубл. 2017, Бюл. № 12.
References
1. Filin YU.I. Epoksidnyy kompozit dlyapovysheniya resursa termouprochnennyh lemekhov //Sel'skiy mekhanizator. 2017. № 5. S. 36-37.
2. Issledovaniya pokrytiya iz nanokristallicheskogo splava finemet, poluchennogo elektroiskrovym metodom / A.V. Kolomeychenko, I.S. Kuznetsov, A.YU. Izmaylov, R.YU. Solov'ev, S.N. SHarifullin // VIII ezhegodnaya konferentsiya Nanotekhnologicheskogo obshchestva Rossii: sbornik tezisov. 2017. S. 62-65.
3. Pat. 2370351 Rossiyskaya Federatsiya. Sposob vosstanovleniya i uprochneniyapluzhnyh lemekhov ustraneniem luchevidnogo iznosa dvuhsloynoy naplavkoy / A.M. Mihal'chenkov, A.A. Tyureva, I.V. Kozarez, V.F. Komogortsev; opubl. 10.04.2008.
4. Mihal'chenkov A.M., Fes'kov S.A., YAkushenko N.A. Vosstanovlenie strel'chatyh lap // Sel'skiy mekhanizator. 2014. № 3 (61). S. 36-37.
5. Biryulina YA.YU., Mihal'chenkova M.A. Primenenie abrazivostoykih epoksidnyh kompozitsiy, armirovannyh dispersnymi chastitsami iz prirodnyh peskov dlya vosstanovleniya detaley (otvaly i kul'tiva-tornye lapy dlya vyseva semyan) /pod red. A.M. Mihal'chenkova // Trudy inzhenerno-tekhnologicheskogo fakul'teta: sbornik nauchnyh trudov. Bryansk, 2015. S. 79-96.
6. Hasui A., Morigaki O. Naplavka i napylenie: per. s yap. V.N. Popova. M.: Mashinostroenie, 1985. 240 s.: il.
7. Pat. 2617128 Rossiyskaya Federatsiya. Sposob opredeleniya adgezionnoy prochnosti kleepolimernyh dispersnyh kompozitov s metallicheskoy podlozhkoy / A.M. Mihal'chenkov, V.F. Komogortsev, YU.I. Filin, M.A. Mihal'chenkova; opubl. 2017, Byul. № 12.
УДК 330:631. 15
РАЗВИТИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ПОЛОЖЕНИЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АГРАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
The Development of Theoretical and Methodological Propositions of Agrarian Production Economic Efficiency Improvement
Чирков Е.П., д.э.н., профессор, заслуженный экономист РФ, руководитель научно-исследовательского отдела «Экономика и предпринимательство в АПК» [email protected]
Храмченкова А.О., к.э.н., доцент кафедры экономики Chirkov E.P., Khramchenkova A.O.
ФГБОУ ВО «Брянский аграрный государственный университет» 243365 Брянская область, Выгоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а Bryansk State Agrarian University
Реферат. Особую актуальность в современных условиях приобретает проблема повышения экономической эффективности аграрного производства в целом и в его отраслях. Несмотря на накопленный значительный опыт в методологии оценки эффективности аграрного производства при рассмотрении основных и прикладных аспектов этой проблемы не достигнута необходимая ясность и определённость. В статье изложены результаты исследования проблемы повышения экономической эффективности аграрного производства, уточнены теоретические основы, методические принципы и методологические подходы к анализу изучаемых процессов с обоснованием соответствующих критериев, факторов и системы показателей в современных условиях его развития, определяющих рационализацию воспроизводственного процесса. Отмечено, что важнейшей исходной предпосылкой её достижения в исследовании категории эффективности вообще является определение категории «эф-
