CC BY
48
равномерности покрытий является обеспечение постоянной и равномерной концентрации дисперсньых частиц в прианодном слое в течение времени, равного продолжительности нанесения покрыггия.
Равномерного распределения частиц в электролите при проведении исследований достигали перемешиванием. Для наибольшей эффективности перемешивание велось двумя способами: механическим (турбинная мешалка) и пневматическим (барботажное
перемешивание) с помощью компрессора. На рисунке
1 приведена схема ванны и показаны схемы1 циркуляции потоков электролита или траектории движения дисперсных частиц. Как видно из схемы1, в электролите образуются два приблизительно симметричных радиально-осевых циркуляционных потока, поддерживающие дисперсные частицы во взвешенном состоянии с равномерным распределением их по всему объему ванны!.
® о
Е 5
> о
^ *5 _о т
5«*
о со
s «
р I
2 3
100,00
80,00
60,00
40.00
20.00 0,00
Вводимые в электролит порошки оксидов металлов
Рисунок 2 - Сравнительные данные по микротвёрдости и толщине МДО-покрыггий, сформированных в электролитах с добавлением порошков оксидов металлов: 1 - без добавки; 2 - А1203;
3 — Т1О2; 4 — СГ2О3; 5 — Бе20з; 6 — БЮ2
На рисунке 2 наглядно представлена графическая интерпретация ре-ультатов по исследованию толщины рабочего слоя и микротвёрдости покрытий, сформированных в электролитах с добавлением порошков оксидов металлов. МДО-упрочнению подвергали образцы1 из сплава АК7ч с наплавленны1м слоем материала Св.А97. Продолжительность МДО -90 мин. Для поддержания частиц добавляемые порошков во взвешенном состоянии использовали
мешалку с приводом от электродвигателя. Толщину рабочего слоя и микротвёрдость покрьытий измеряли с помощью микроскопа №орЬо1-21.
Результаты исследования показали, что
формирование композициошшх МДО-покрытий с добавками порошков оксидов металлов приводит к небольшому повышению их микротвёрдости, являющейся критерием механических свойств, по сравнению со стандартным электролитом на основе борной кислоты (см. рис. 2).
Также ускоряется процесс формообразования покрытий, при этом сокращается продолжительность получения покрытия, например, с толщиной рабочего слоя 80-90 мкм, примерно в 1,5 раза. Следовательно, уменьшается расход энергии. Однородность покрыггия значительно зависит от дисперсности используемого порошка и поддержания его в электролите во
взвешенном состоянии.
Как видно на рисунке 2, и- группы порошковых материалов, вводимых в электролит оксидов
металлов, наилучшие ре-ультаты дают порошки оксидов алюминия [4] и титана. Их применение по-воляет, при относительно хорошей однородности получаемого покрыгшя, повысить его микротвердость.
Следует также отметить, что основным критерием получения качественных покрытий является
обеспечение поддержания дисперсных частиц во
взвешенном состоянии.
Литература
1. Духин, С. С. Электрофорез [Текст] / С.С. Духин, Б. В. Дерягин. - М.: Наука, 1976, 332 с.
2. Малышев, В. Н. Структура и триботехнические характеристики и-носостойких компо-иционных материалов и покрыгшй [Текст] / В. Н. Малышев, М. В. Голуб // В кн. Долговечность трущихся деталей машин. Выпуск 4. - М.: Машиностроение, 1990. -106-109 с.
3. Ферябков, А. В. Механизм формирования и свойства композициошшх МДО-покрыгшй [Текст] / А. В. Ферябков // Научные труды1 РГАЗУ (Агроинженерия). - М.: РГАЗУ, 2002. - С.104 - 107.
4. Пат. 2291233 Российская Федерация, С 25 Б 11/08. Электролит микродугового оксидирования алюминия и его сплавов [Текст] / А. Н. Батищев и др. - Опубл. БИ. - 71. - 2007.
УДК 621.891
С.В. Стребков, кандидат технических наук ФГОУ ВПО БелГСХА
ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ
Исходя из основ энергетической теории трения, дано представление о влиянии модификаторов трения на формирование поверхностных слоев трущихся
поверхностей.
Ключевые слова: надежностъ, изнашивание, смазочный материал, энергетическая теория трения, вторичные структуры.
Во время нормальной эксплуатации трение, как физическое явление, формирует определенныш
According to bases of energy theory of friction the conception of the impact of friction modifiers on the formation of surface layers of rubbing surfaces is given. There is given conception of the impact of friction modifiers on the formation of surface layers of rubbing surfaces according to bases of energy theory of friction.
Key words: readability, wear process, lubricants, energy theory of friction, secondary structure.
уровень надежности узлов и агрегатов машин. Изнашивание приводит к изменению количественного
состояния соединений - зазору (натягу). В оценке этих процессов принято считать, что взаимодействие поверхностей локализуется в тонком
приповерхностном слое, получившем название вторичные структуры:. Причиной их образования является взаимное влияние материала контактируемых тел, смазывающей среды, атмосферы, режимов трения, в результате чего поверхность трения приобретает специфические свойства, ранее ненаблюдаемые: защищает исходный материал от механических и физико-химических разр*шений, обеспечивает определенный *ровень антифрикционных свойств. Знание трибологических процессов и возможность *правления ими позволит существенно улучшить надежность объектов.
Основным активизир*ющим фактором
образования вторичных стр*кт*р является *пр*го-пластическая деформация, возникающая при контактировании поверхностей во время трения. Пассивация определяется процессами адсорбции, дифф*зии и химической реакции на поверхностях и в деформир*емых объемах поверхностных слоев.
Трение в условиях своего нормального протекания - это процесс преобразования энергии и создание защитных структур. Он находится в динамическом равновесии и автоматически регулируется. Часть энергии активно, а часть пассивно участвует в этих процессах, причем последняя в основном обеспечивает их протекание, и без нее они невозможны:.
Согласно энергетической теории, принято считать, что энергия, затрачиваемая на преодоление сил трения, затрачивается на генерацию теплоты О и запасается во вторичных и структурах ВС поверхностных слоев благодаря пластическому деформированию АН, что является энергетическим источником только активации Э^: 2^= О+АН, (1).
В тоже время рабочие поверхности узлов трения подвергаются воздействию энергии пассивации Эпас, включающую в себя энергию, рассеиваемую у-лом трения Эрас и энергию, поглощаемую при трении Эпог:
Э = Э + Э , (2)
пас рас пог
В термодинамически открытых системах важным условием создания устойчивых щадящих процессов, протекающих при трении, является согласование и взаимное усиление действия деформационных, тепловых, адсорбционных, диффузионных процессов и химических реакций как на рабочих поверхностях, так и в объеме смазочного материала.
Как отмечает Б. И. Костецкий, условием нормального протекания процессов при трении является равновесие активирования и пассивации, при котором энергия, поглощаемая системой,
соответствует энергии образования вторичных структур Эвс, т. е.:
Эпо= Эвс, (3)
Тогда, согласно выражений (2) и (3), получим равенство: Эпас= Эрас + Эвс, (4)
Активационные и пассивационные процессы в узлах трения быстротечны и непрерывны во времени. Исходя из общей энергии ЭТ, затрачиваемой на
преодоление трения, баланс ее расхода выглядит следующим образом:
Эак + Эпас = [О + Эрас] + [ АН + Эвс] (5)
Эт ^ | I ^ I ^ | II ^ |
Таким образом, повысить КПД механической системы и обеспечить высокий уровень ее надежности в условиях эксплуатации, когда конструктивные и-менения согласования -авода-и-готовителя недопустимы, во-можно, благодаря со-данию и применению новых сма-очных композиций. Они должны: снижать потери энергии на генерацию тепла и ее рассеивание и облегчать обра-ование вторичных структур с повышенными -ащитными функциями.
Для снижения потерь части механической энергии в тепловую и ее рассеивания в окружающую среду (слагаемое I выражения (5)), необходимо исполь-овать материалы, обладающие высокими антифрикционными свойствами. При этом сохраненная часть энергии запасается дополнительно во вторичных структурах, что ведет к улучшению противои-носных и противо-адирных свойств и обеспечению роста срока службы у-лов трения.
Со-дать высокоэффективные вторичные структуры во-можно снижением энергии (слагаемое
II выражения (5)), идущей на их образование и облегчением течения этих процессов. Главным регулятором при этом является состав и концентрация активных элементов сма-очной компо-иции, а -апускают процессы режимы трения.
С введением в сма-очные материалы высокоэффективной антифрикционной добавки работа сил трения Ат при постоянстве подводимой к узлу трения энергии Эт уменьшается, а высвободившаяся часть энергии участвует в создании защитных вторичных структур.
При этом эффективность легирующих добавок к сма-очным материалам, обеспечивающих наряду с улучшением антифрикционных свойств и высокие противоизносные показатели, можно оценить условно коэффициентом к, характеризующим снижение потерь от работы сил трения.
Эт = к-Эт, (6)
Литература
1. Гаркунов, Д. Н. Триботехника: учебник для студентов вузов / Д. Н. Гаркунов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.
2. Буше, М. А. Трение, и-нос и усталость в машинах / М. А. Буше. - М.: Транспорт, 1987. - С. 100-101.
3. Гайворонский, Т. А. Влияние трения и деформационного упрочнения материала на напряжение трения /Т. А. Гайворонский, Г. А. Прокофьев, В. П. Пиньковский //Трение и и-нос, 1988. - Т.9 (73). - С. 524-527.
Вестник Орел Г Ay
№1(22) февраль 2010
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_____________________________________________
Редакционный совет: Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.
Белкин Б.Л.
Блажнов А.А.
Брыкля О.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурин А.Г.
Гущина Т.В.
Дегтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Масалов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Хромов В.Н.
Шендаков А.И. (ответств. секретарь) Ермакова Н.Л. (редактор)
Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69. Телефон: (4862)454037 Факс:(4862)454064 E-mail: [email protected] E-mail: nichо[email protected]
Свидетельство о регистрации ПИ 7ФС77-21514 от 11.07. 2005 г.
Технический редактор Мосина А.И. Сдано в набор 18.02.2010 Подписано в печат% 24.02.2010 Формат 60x84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Объём 7,5 усл. печ. л.
Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР№021325 от 23.02.1999г
Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских ___________диссертаций___________
Содержание номера
Инновации в эксплуатации сельскохозяйственных машин
Говоров И.В. Организационное обеспечение рациональной долговечности деталей
машин на этапах их жизненного цикла......................................... 2
Кузнецов Ю.А. Комбинированная ресурсосберегающая технология восстановления
и упрочнения деталей машин и оборудования АПК............................... 6
Дегтярев М.Г., Поликарпов А.В. Антифрикционные покрытия с твердыми
смазками при восстановлении деталей машин................................... 9
Хромов В.Н., Кузнецов И.С. Повышение износостойкости пальцев жаток зерноуборочных машин электроискровыми покрытиями, образованными
электродами из аморфных и нанокристаллических сплавов....................... 11
Пастухов А.Г. Обеспечение эффективной эксплуатации грузовых автомобилей
путем повышения надежности карданных передач................................ 13
Ферябков А.В. Композиционные покрытия микродугового оксидирования........... 20
Энергосбережение в АПК
Стребков С.В. Трибологические аспекты энергетической теории................. 21
Суров Л.Д., Фомин И.Н. Контроль успешного автоматического повторного
включения секционирующих выключателей в линии кольцевой сети................ 23
Астахов С.М., Сорокин Н.С., Семенов А.Е. Исследование достоверности
информации о появлении коротких замыканий................................... 25
Чехутская Н.Г. Определение энергетических и конструктивных параметров машин ударного действия в зависимости от свойств разрушаемых
материалов.................................................................. 28
Моисеенко А.М., Лысак О.Г. Проблема хранения сочного растительного сырья и
задачи теплотехнического расчета овощекартофелехранилищ..................... 30
Рыжов Ю.Н., Ефимов М.А. Структура программного комплекса автоматизированной системы научных исследований фрикционного сцепления
трактора.................................................................... 32
Дринча В.М., Цыдендоржиев Б.Д. Основные концептуальные положения
активного вентилирования зерна.............................................. 35
Гулидов С.С. Экономический анализ функционирования сельских электрических сетей....................................................................... 39
Экономические аспекты развития аграрного сектора
Данькова Л.В. Стратегия устойчиво-эффективного развития сельскохозяйственных
предприятий................................................................. 42
Проняева Л.И., Агошкова Н.Н. Анализ процесса воспроизводства основных средств в сел%скохозяйственных организациях и направления активизации
инвестиционной деятельности в Орловской области............................. 45
Лазаренко А.Л., Гавренко А.Г. Управление инвестиционной деятельностью
коммерческих банков: основные направления................................... 50
Долгова С. А. Государственная финансовая политика России в кредитном
обеспечении сельского хозяйства............................................. 53
Иванова Ю.В. Жилищно-коммунальный комплекс в условиях финансового
кризиса..................................................................... 55
Ларионов А.Н., Малышев И.В. Проблемы функционирования жилищностроительного комплекса в условиях экономического кризиса................... 57
© ФГОУ ВПО Орел ГАУ, 2010
