CC BY
54
Коэффициент
трения
Концентрация рапсового масла, %
----- Смесевое топливо с добавлением 0,025 % абразива по массе
Смесевое топливо с добавлением 0,05 % абразива по массе
___— Смесевое топливо с добавлением 0,1 % абразива по массе
-----Смесевое топливо с добавлением 0,15 % абразива по массе
Рис. 3. Зависимость коэффициента трения в соединении от концентрации рапсового масла и абразивных частиц
Коэффициент характеризует влияние на параметры трения геометрических размеров абразивных частиц, их количество, попадающее в соединение в единицу времени, и время работы соединения при движении абразивных частиц в соединении, сопровождающемся микрорезанием.
Из формул (1) и (13) видно, что на величину износа соединения влияют не только условия работы деталей (количество и размер частиц, время работы), но и условия смазывания соединения.
С целью сравнительной оценки смазывающей способности смесевых видов топлива различных составов был определен коэффициент трения в паре сталь-сталь. Поверхность образцов была обработана до шероховатости, соответствующей 11 клас-
су, с целью имитации поверхности трения деталей прецизионных пар дизельной топливной аппаратуры. Как видно из графиков (рис. 3), добавление рапсового масла в состав смесевого топлива приводит к значительному снижению (до 10.. .15 %) коэффициента трения. Данный эффект наблюдается также и при значительном содержании в топливе абразивных примесей.
Анализируя зависимости, представленные на рис. 3, можно сделать вывод, что добавление в состав смесевого минерально-растительного топлива до 30 % по объему рапсового масла приводит к снижению коэффициента трения при смазывании сме-севым минерально-растительным топливом в отсутствии абразива — с 0,127 до 0,1, что свидетельствует о лучшей смазывающей способности смесевого топлива. При наличии в смесевом минерально-растительном топливе абразивных частиц в количестве 0,15 % по массе коэффициент трения снизился с 0,21 до 0,16.
Ресурсные испытания плунжерных пар позволили установить, что срок службы соединения при использовании смесевого минерально-растительного топлива увеличился на 1252 ч по сравнению с дизельным топливом, или в 1,27 раза.
Отсюда следует вывод: присутствие в смесевом топливе органических поверхностно-активных веществ приводит к улучшению режима трения и снижению величины износа поверхностей деталей прецизионных пар дизельной топливной аппаратуры.
Список литературы
1. Быченин, А.П. Повышение ресурса плунжерных пар топливного насоса высокого давления тракторных дизелей применением смесевого минерально-растительного топлива: дис. ... канд. техн. наук. — Пенза.: ПГСХА, 2007. — 173 с.
2. Итинская, Н.И. Справочник по топливу, маслам и техническим жидкостям / Н.И. Итинская, Н.А. Кузнецов. — М.: Колос, 1982. — 208 с.
3. Ахматов, А.С. Молекулярная физика граничного трения / А.С. Ахматов. — М.: Физматгиз, 1963. — 472 с.
УДК 621.78:621.8
Р.Н. Сайфуллин, канд. техн. наук, доцент
В.С. Наталенко, аспирант
И.Р. Гаскаров, канд. техн. наук, доцент
ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»
СВОЙСТВА АРМИРОВАННЫХ СПЕЧЕННЫХ ЛЕНТ
С
печенные порошковые ленты обычно приме- новлении изношенных деталей машин. Проведен-
няются в качестве упрочняющих наплавоч- ные исследования направлены на изучение тех-
ных материалов и фильтров, менее изученным нологических свойств армированных спеченных
является использование данных лент при восста- лент, применяющихся для восстановления изно-
шенных деталей машин электроконтактной приваркой.
Армированные спеченные ленты изготавливались методом электропрокатки [1] (рис. 1).
Свойства покрытий, полученных электроконтактной приваркой предварительно спеченных армированных порошковых лент, в значительной степени зависят от технологических свойств этих лент. Поскольку для получения спеченных лент применяются металлический порошок и сетка, то весьма важно правильно подобрать параметры металлической сетки, а для обеспечения заданных технологических свойств — режимы электропрокатки (спекания).
Технологическими свойствами армированных спеченных лент являются прочность и гибкость. Достаточная прочность необходима для осуществления электроконтактной приварки ленты на детали машин. Гибкость определяет возможность приварки армированных лент на цилиндрические поверхности деталей.
Для армирования спеченных лент были использованы сетки проволочные тканые с квадратными ячейками ГОСТ 3826-82 четырех видов: со стороной ячейки в свету и диаметром проволоки соответственно 0,7 и 0,28 мм; 1,2 и 0,4 мм; 1,8 и 0,4 мм;
1,4 и 0,65 мм. Материал сеток — низкоуглеродистая сталь марки Ст1кп. Толщина армированных спеченных лент при экспериментах составляла 1,55 ± 0,1 мм, ширина 20 ± 1 мм.
Технологические свойства определялись на армированных спеченных лентах с порошком ФБХ-6-2. Электропрокатка лент велась на следующих режимах: продолжительность импульса тока составляла 0,06; 0,10; 0,20 с; сила сварочного тока увеличивалась для каждой продолжительности импульса тока; продолжительность паузы между импульсами тока оставалась неизменной и составляла 0,06 с.
Силу тока при прокатке через валковые электроды определяли с помощью измерителя сварочного тока АСУ-1М. Продолжительность импульса тока и продолжительность пауз определяли по регулятору времени РВИ-501.
Качество спекания порошков с армирующей сеткой и между собой определяли визуально по осыпанию порошка при огибании вокруг цилиндров разного диаметра.
Гибкость определяли при однократном огибании образцов вокруг металлических цилиндров различного диаметра: от 5 до 90 мм (через 5 мм).
За критерий гибкости принимали наименьший диаметр цилиндра, при котором образец разрушался.
Прочность спеченных лент определяли на разрывной машине Р-5 ГОСТ 7855-74. В качестве величины, характеризующей прочность спеченной лен------------------------------------- Вестник ФГОУ ВПО
Рис. 1. Установка для изготовления армированных спеченных лент
ты на разрыв, принимали отношение усилия разрыва к площади поперечного сечения до разрыва.
На рис. 2 показаны зависимости прочности ленты от параметров металлической сетки и режимов электропрокатки. Как видно из приведенных графиков, прочность всех спеченных лент возрастает с увеличением силы тока и продолжительности импульса тока. Например (график а), при увеличении силы тока при электропрокатке с 6,5 до 8 кА прочность ленты возрастает в среднем на 45.. .75 %. Во втором случае (график б) увеличение силы тока с 6,5 до 8 кА повышает прочность армированной спеченной ленты в среднем на 10.20 %. В третьем варианте (график в): увеличение силы тока с 6,5 до 8 кА повышает прочность ленты в среднем на 15.40 %. В четвертом варианте (график г) увеличение силы тока с 6,2 до 7,7 кА повышает прочность ленты в среднем на 25.30 %. Установлено, что увеличение силы тока при электропрокатке наиболее интенсивно повышает прочность ленты на базе сетки с малым диаметром проволоки (0,28 мм), имевшей небольшую первоначальную прочность. Это можно объяснить лучшим спеканием частиц порошка с сеткой при повышении силы тока. В других случаях (при использовании сетки с большим диаметром проволоки — 0,4 и 0,65 мм), когда спеченные ленты имели повышенную первоначальную прочность, повышение силы тока не вызывало резкого увеличения прочности ленты.
Продолжительность импульса тока, как уже было сказано, также влияет на прочность армированных спеченных лент. Повышение продолжительности импульса тока на 0,14 с увеличивает прочность лент в среднем на 30.70 %, причем влияние параметров армирующей сетки аналогично влиянию силы тока.
Как видно по значениям прочности армированных спеченных лент, она значительно ниже проч-
а б
Рис. 2. Зависимость прочности спеченной ленты от режимов спекания при армировании сеткой со стороной ячейки в свету и диаметром проволоки соответственно:
а — 0,7 и 0,28 мм; б — 1,2 и 0,4 мм; в — 1,8 и 0,4 мм; г — 1,4 и 0,65 мм;
◊ — импульс 0,06 с; □ — импульс 0,1 с; А — импульс 0,2 с
ности проволоки сетки, которая имеет прочность -350 МПа [2]. Это можно объяснить несколькими причинами. Во-первых, при определении прочности лент рассматривается площадь поперечного сечения всей спеченной ленты, в которой сцепление частиц порошка значительно менее прочное, чем прочность проволоки сетки. Во-вторых, при электропрокатке сетки в массе порошка она теряет свою эластичность вследствие спекания с частицами порошка и образованием относительно хрупкого материала, который не дает растянуться проволоке в массе спеченного порошка. И наконец, воздействие высокой температуры на проволоку сетки при спекании оказывает разупрочняю-щее действие, так как проволока в исходном состоянии наклепанная.
Таким образом, ленты, спеченные при малых значениях силы тока (6,4.. .6,8 кА) и продолжительности импульса тока (0,06 с), имеют минимальную прочность на разрыв. У данных лент наблюдалось частичное выкрашивание порошка в связи с неудовлетворительным спеканием частиц, вследствие чего ленты оказывались непригодными для дальнейшего использования.
С другой стороны, при увеличении силы тока и продолжительности импульса тока, частицы порошка начинают плавиться и ленты теряют свою пластичность.
Влияние режимов электропрокатки на гибкость лент противоположно влиянию на прочность. С увеличением силы тока и времени импульса гибкость лент снижается (рис. 3).
Так как гибкость лент определялась методом огибания вокруг цилиндров разного диаметра, то наибольшему диаметру цилиндра, при огибании вокруг которого лента разрушалась, соответствовала наименьшая гибкость. Поэтому для лучшего восприятия графиков гибкости на рис. 3 шкала ординат обратная.
Как видно из графиков, для всех видов лент гибкость снижается с повышением силы тока при электропрокатке, что, скорее всего, объясняется уплотнением ленты при повышении температуры в зоне деформации. Повышение уплотнения в свою очередь снижает подвижность спеченных частиц друг относительно друга и соответственно гибкость армированной спеченной ленты. Для всех графиков гибкости повышение силы тока с 6,3 до 7,8 кА снижает гибкость в среднем на 30.60 %.
При исследовании зависимости гибкости от продолжительности импульса тока достоверная разница в значениях гибкости наблюдается только между временем импульса 0,1 и 0,2 с (графики б, г).
Гибкость лент зависит также от параметров армирующей сетки. С увеличением диаметра проволоки гибкость лент увеличивается, а с увеличением стороны ячейки в свету снижается. Это свидетельствует о том, что разрушение армированных спеченных лент при огибании вокруг цилиндров связано в первую очередь с пластичностью и прочностью проволоки сетки, т. е. использование сетки с большими диаметрами проволоки гарантирует увеличение как прочности, так и гибкости ленты.
в
г
Д мм 5 10 15 20
д и 1Д
А А
6,3
6,8
7,3
I, кА
Рис. 3. Зависимость гибкости спеченной ленты от режимов спекания при армировании сеткой со стороной ячейки в свету и диаметром проволоки соответственно:
а — 0,7 и 0,28 мм; б — 1,2 и 0,4 мм; в — 1,8 и 0,4 мм; г — 1,4 и 0,65 мм;
◊ — импульс 0,06 с; □ — импульс 0,1 с; А — импульс 0,2 с
в
г
При определении гибкости армированных спеченных лент огибанием вокруг цилиндров первоначально появлялась трещина на поверхности ленты, по которой впоследствии (при огибании вокруг меньших диаметров) лента разрушалась. Наличие трещин на поверхности лент не является ограничивающим фактором для их приварки, так как при электроконтактной приварке трещины на спеченных лентах завариваются и образуется сплошное покрытие. Трещинообразование армированных спеченных лент имеет такой же характер зависимости от режимов электропрокатки и параметров сетки, как и гибкость. Однако здесь более четко наблюдается разница в трещинообразовании лент, спеченных при разной продолжительности импульса тока.
Сведения о трещинообразовании можно использовать при определении диаметра катушек для хранения и транспортировки спеченных лент. Выяснено, что наиболее рациональным является использование катушек диаметром 100 мм.
Определение технологических свойств лент при низком значении сварочного тока (менее 5 кА) нецелесообразно, так как не происходит спекания порошков. При значениях сварочного тока выше 8 кА происходит расплавление компонентов (для данной ширины ленты).
Выводы
1. Армирование спеченных лент значительно улучшает их прочность и гибкость и делает более технологичными для электроконтактной приварки на цилиндрические детали.
2. Оптимальные параметры армирующей металлической сетки для спеченных методом электропрокатки лент следующие: диаметр проволоки 0,4.0,7 мм, сторона ячейки в свету 1.1,5 мм для лент толщиной 1.2 мм.
3. Режимы оптимальной электропрокатки для спекания лент выбираются в зависимости от толщины и ширины ленты и марки порошка. Для ленты шириной 20 мм и толщиной 1,5 мм оптимальные режимы электропрокатки следующие: сила тока 7.7,5 кА, время импульса тока 0,1 с, время паузы 0,06 с. Несоблюдение режимов электропрокатки ведет к выкрашиванию или оплавлению армированных спеченных лент.
Список литературы
1. Наталенко, В.С. Устройство для изготовления спеченных лент электроконтактной прокаткой / В.С. Наталенко, Р.Н. Сайфуллин // Труды ГОСНИТИ. — Т. 102. — М.: ГОС-НИТИ, 2008. — С. 119 -122.
2. Марочник сталей и сплавов / Под ред. А.С. Зубчен-ко. — М.: Машиностроение, 2003. — 784 с.
