CC BY
114. Pat. 3634973 US, ISC B24B 27/00, Apparatus for abrading by extrusion and abrading medium / McCarty R. W. 27.08.69; 18.01.1972. Vol. 894, № 3.
5. Pat. W02006007554 US. Abrasive machining media containing thermoplastic polymer / Lunn M. F. (US), Troup D. P. (US), Miller R. A. (US), Delo D. P. (US); 01.07.2004; 19.01.2006.
6. Pat. 0144247 US, ISC B24B 31/116, 33/08, B24D 3/28. Abrasive machining media containing thermoplastic polymer / Lunn M. F. (US), Troup D. P. (US), Miller R. A. (US), Delo D. P. (US); 01.07.2005; 10.06.2010.
© Сысоева Л. П., Саклакова А. Е., Сысоев С. К., Пьянков И. В., Сысоев А. С., 2015
УДК 621.923.9
ПРЕДЕЛЫ ТЕКУЧЕСТИ РАБОЧИХ СРЕД ДЛЯ АБРАЗИВНО-ЭКСТРУЗИОННОЙ
ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ
Н. С. Теряев, Л. П. Сысоева, А. С. Сысоев, С. К. Сысоев
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Исследована зависимость передела текучести (сдвига) рабочей среды для абразивно-экструзионной обработки отверстий в деталях летательных аппаратов от геометрических характеристик отверстий и параметров рабочих сред.
Ключевые слова: абразивно-экструзионная обработка, рабочая среда, предел текучести.
YIELD STRESS WORK MEDIUM FOR ABRASIVE FLOW MACHINING N. S. Terjaev, L. P. Sysoeva, A. S. Sysoev, S. K. Sysoev
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation. E-mail: [email protected]
The research examines dependence of the yield stress of work medium for abrasive flow machining of the aircraft details from the geometric characteristics of holes and work medium parameters.
Keywords: abrasive flow machining, work medium, yield stress.
Экспериментальные работы показали, что при небольших давлениях рабочая среда (РС) сначала не течет, то есть скорость течения остается нулевой. Возникает некоторое предельное напряжение сдвига РС - предел текучести, после которого система течет по аналогии с наполненными полимерами [1], как неньютоновская жидкость. Для практического применения абразивно-экструзионной обработки (АЭО) необходимо определить условия, при которых начинается устойчивое течение РС в отверстии. Это особенно важно при обработке тонкостенных деталей и небольших отверстий.
Влияние основных факторов на предел текучести Рт можно записать в функциональной форме [2]:
Рт = /(кв , кф , I / й),
где ка - концентрация абразива в РС; кф - концентрация фторопласта в РС; I / й - геометрическая характеристика канала.
Для определения предела текучести РС создан капиллярный вискозиметр (рис. 1), состоящий из корпуса 1 с цилиндрами разных диаметров 040 и 010. В большем цилиндре перемещается поршень управления 2, соединенный штоком с рабочим поршнем 3, выталкивающим РС из полости В через отверстие в
образце 4. Время установившегося движения РС Тср зависит от давления смеси при различном содержании абразива в РС (рис. 2). Время Тср определялось по срабатыванию выключателя 5 вискозиметра после подъема штока сигнализатора 6.
Электросхема и пневмосхема управления вискозиметром позволяют после замыкания контактов выключателя 5 обеспечивать сброс управляющего давления из полости А с подачей давления в полость Б и быстро отводить рабочий поршень вниз. Время подачи давления и срабатывания контактов выключателя 5 фиксировали электронным секундомером с точностью до 0,1 с.
Установлен следующий порядок выполнения опытов по определению порогов сдвига: отвод поршневой группы вискозиметра вниз; заправка абразивной смесью камеры В; монтаж образца и выключателя; настройка по щупу зазора между выключателем и втулкой 0,2 мм; включение подачи давления управления в полость А от электропневмоклапана (ЭПК) на пульте управления с одновременным включением секундомера; автоматическое переключение ЭПК (дренаж из полости А и подача управляющего давления воздуха в полость В) и отключение секундомера. Если Тср <0,25 с, то опыт засчитывается.
Решетнеескцие чтения. 2015
Рис. 1. Капиллярный вискозиметр: 1 - корпус; 2 - поршень 040; 3 - поршень 010; 4 - образец с отверстием; 5 - микровыключатель; 6 - шток сигнализатора
Ji z I' л //
//у
кя, в.ч.
1 1,5 2 2,5 3
□ в □ □ 2
о о о ■:> 4 о о о о 6
Рис. 3. Зависимость предела текучести от содержания абразива в РС (фторопласта Ф-4 в каучуке 9 %) при различных диаметрах << (мм) и длинах I (мм) отверстий: с1 = 5: 1 - I = 4; 2 - I = 7; 3 - I = 10; < = 9; 4 - / = 4; 5 - I = 7; б - / = 10
Рис. 2. Зависимость давления Рт, при котором срабатывает сигнализатор Тср, (рис. 1), от содержания абразива в полимере (в массовых частях): 1 - 1; 2 - 1,5; 3 - 2; 4 - 2,5; 5 - 3
Эксперименты по определению влияния основных факторов на РТ проведены с использованием униформ -ротатабельного плана [3] для четырех факторов с трехразовым повторением опыта на каждом уровне плана: ка - содержание абразива в смеси 1...2 м. ч.; кф - содержание фторопласта в каучуке 3.12 %; I - длина отверстия 3.10 мм; < - диаметр отверстия 1.9 мм.
По результатам математической обработки экспериментальных данных получена зависимость предела текучести от основных факторов в диапазоне их варьирования:
Рт = -1,98 + 1,93 ка + 0,76 кф + 0,81 I - 1,18 < + + 0,05 ка кф + 0,04 ка I - 0,21 ка < - 0,04 кф2 +
+ 0,01 кф I - 0,01 кф < - 0,06 I2 - 0,01 I < + 0,15 <2.
По результатам экспериментов выполнены примеры графиков зависимости предела текучести от основных факторов при некоторых характерных условиях обработки мелкоразмерных отверстий (рис. 3, 4).
Рис. 4. Зависимость предела текучести от содержания фторопласта Ф-4 при экструзии РС через отверстие диаметром 5 мм и длиной 7 мм при содержании абразива (в массовых частях): 1 - 1,5; 2 - 2; 3 - 3
Предел текучести зависит от содержания абразива в смеси для различных длин отверстий при диаметрах 5 и 9 мм.
Наблюдается общая тенденция к возрастанию предела текучести от количества абразива. При Ка = 3 м. ч. предел текучести почти в 2 раза выше, чем при ка = 1 м. ч.
Наблюдается минимальный предел текучести с содержанием мелкодисперсного фторопласта Ф-4 в каучуке, равным 9 % (рис. 4).
Следовательно, при содержании мелкодисперсного фторопласта Ф-4, составляющем около 10 %, в каучуке при постоянном рабочем давлении ожидаются самые большие скорости движения абразивной смеси в отверстии.
Библиографические ссылки
1. Торнер Р. В. Теоретические основы переработки полимеров (механика процессов). М. : Химия, 1977. 462 с.
2. Сысоев С. К., Сысоев А. С. Экструзионное хо-нингование деталей летательных аппаратов: теория, исследования, практика : монография ; Сиб. гос. аэро-космич. ун-т. Красноярск, 2005. 220 с.
3. Пен Р. З., Менчер М. Н. Статистические методы в целлюлозно-бумажном производстве. М. : Лесная промышленность, 1973. 120 с.
References
1. Torner R. V. Teoreticheskie osnovyi pererabotki polimerov (mehanika protsessov) [Theoretical
fundamentals of polymer processing (processes mechanics)]. M. : Himiya, 1977, 462 р.
2. Syisoev S. K., Syisoev A. S. Ekstruzionnoe honingovanie detaley letatelnyih apparatov: teoriya, issledovaniya, praktika [Extrusion honing aircraft details: theory, research, practice] ; Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2005, 220 p.
3. Pen R. Z., Mencher M. N. Statisticheskie metodyi v tsellyulozno-bumazhnom proizvodstve [Statistical methods in the pulp and paper industry]. M. : Lesnaya promyishlennost, 1973, 120 р.
© Теряев Н. С., Сысоева Л. П., Сысоев А. С., Сысоев С. К., 2015
УДК 621.791.3
ПРИМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Al-Mg-Sc ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННОЙ АППАРАТУРЫ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ
С. Е. Цветков1, В. В. Степанов2, В. Н. Колесников2
1 Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)
Российская Федерация, 107023, г. Москва, ул. Б. Семеновская, 38
2Федеральное государственное унитарное предприятие «НПО «Техномаш» Российская Федерация, 127018, г. Москва, 3-й проезд Марьиной Рощи, 40 *E-mail: [email protected]
Рассмотрены пути повышения эффективности работы теплообменной аппаратуры за счет использования в качестве основного материала алюминиевых сплавов повышенной прочности. На основании проведенного анализа рассмотрены достоинства и недостатки существующих в настоящее время алюминиевых сплавов с повышенной прочностью.
Ключевые слова: высокотемпературная пайка, термоплата, повышение прочности, алюминий и его сплавы, припои, паяное соединение.
APPLYING CONSTRUCTIONAL ALLOYS Al-Mg-Sc - SYSTEM TO MANUFACTURE HARD STRENGHT HEAT EXCHANGER
S. E. Tsvetkov1, V. V. Stepanov2, V. N. Kolesnikov2
:Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI) 38, Bolshaya Semenovskaya Str., Moscow, 107023, Russian Federation
2Federal State Unitary Enterprise «Tekhnomash» 40, 3rd proyezd Marinoy Roshchy, Moscow, 127018, Russian Federation *E-mail: [email protected]
The paper considers ways of improving the efficiency of heat exchange equipment for use as a main material of aluminum alloys with high strength characteristics. On the basis of the conducted analysis of the advantages and disadvantages of the currently existing aluminum alloys with high strength are considered.
Keywords: brazing, heat exchanger, aluminum alloys, brazing alloy, braze joints.
Развитие современной авиационной и космической техники привело к необходимости использования более мощного бортового оборудования, которое в процессе эксплуатации характеризуется повышенным тепловыделением, что приводит к ухудшению температурных условий работы различных узлов. В связи с этим при разработке современной техники следует обеспечить использование достаточно эффективных систем терморегулирования, одним
из основных элементов которых является термоплата [1]. Термоплаты предназначены для передачи тепла от тепловыделяющего элемента на рассеивающую поверхность с помощью циркулирующего теплоносителя.
Конструкция термоплаты зависит от заданных условий теплообмена и в большинстве случаев состоит из плоских заготовок, между которыми располагается гофрированный лист, по которому циркулирует теп-
