Научная статья на тему 'Залежність мікротвердості зміцненого високошвидкісним тертям шару сталі 45 від режимних факторів'

Залежність мікротвердості зміцненого високошвидкісним тертям шару сталі 45 від режимних факторів Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
50
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Ю Р. Капраль, М Д. Кірик, В М. Голубець

Досліджено, з використанням планування експерименту за В-планом, вплив швидкості обертання зміцнювального інструмента-диска, швидкості подачі зразка та нормальної сили притискання інструмента-диска до поверхні зразка на мікротвердість зміцненого шару. Встановлено граничні значення мікротвердості зміцненого шару, яка достатня для виготовлення ножів зі сталі 45 для різання деревини.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The dependence of microhardness of steel 45 layers strengthening by high-speed friction on regime factors

Investigated the impact speed for reinforcement tool, the feed rate of the sample and the normal force pressing tool to surface of sample on the microhardness of the hardened layer using the experimental planning of the B-plan. Established threshold microhardnes of the hardened layer which is sufficient for the production knifes of steel 45 for cutting wood.

Текст научной работы на тему «Залежність мікротвердості зміцненого високошвидкісним тертям шару сталі 45 від режимних факторів»

дины, была очень высокой (7.4 § Ь-1), также высоким был уровень молочной кислоты (3.0 § Ь-1). Самыми темными были фрукты камчатской ягоды (Ь* 22.38), как и мягкая масса из них (Ь* 22.55), а самой светлой была мягкая масса из плодов красной смородины (Ь* 34.56). На протяжении процесса вымачивания мягкая масса из плодов каждого вида ягодных растений потемнела (Ь* параметр) и из шкурки выщелочились цветные пигменты (параметры а* 1 Ь*). Увеличение длительности вымачивания усиливало этот процесс. Также вина в процессе созревания темнели. Все полученные вина содержали значительно меньше полифенолов, чем фрукты. Длительность процесса вымачивания имела незначительное влияние на количество этих связей в винах.

Ключевые слова: кислотность, цвет, фрукты, полифенолы, молодое вино, вино.

УДК 621.[787+91] Астр. Ю.Р. Капраль; проф. М.Д. Шрик, д-р техн. наук;

проф. В.М. Голубець, д-р техн. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв

ЗАЛЕЖШСТЬ М1КРОТВЕРДОСТ1 ЗМ1ЦНЕНОГО ВИСОКОШВИДК1СНИМ ТЕРТЯМ ШАРУ СТАЛ1 45 В1Д РЕЖИМНИХ ФАКТОР1В

Дослщжено, з використанням планування експерименту за В-планом, вплив швид-кост обертання змщнювального инструмента-диска, швидкост зразка та нормаль-

но! сили притискання инструмента-диска до поверхш зразка на мшротвердють змщнено-го шару. Встановлено граничнi значения мiкрoтвердocтi змщненого шару, яка достатня для виготовлешя ножш зi cталi 45 для рiзаиня деревини.

Постановка проблеми. Працездатнiсть нож1в для р!зання деревини зале-жить вщ фiзико-механiчних властивостей !х лез, що безпосередньо беруть участь у рiзаннi. Лезо ножа повинне мати високу протизношувальну тривкiсть, бути витривалим пiд даею корози, мати високу твердкть та достатню пластичнiсть. У робота [1] встановлено значения коефщента питомо! контактно! твердост! (Нц/Е*) та вщносного позаконтактного напруження (oes) змщненого високош-видкiсним тертям шару сталi 45. Установлено, що вiдиошеиня Нц/Е* найбiльш повно показуе сукупний вплив пружноста, мiциостi та пластичностi, як опр ма-терiалу меxаиiчнiй до. Важливо знати залежшсть мiкротвердостi змщненого ви-сокошвидкiсним тертям шару вщ режимних факторiв.

Аналiз останнгх дослщжень та публiкацiй. У робот! [2] проводили дос-лiджения м!кротвердоста деталей помп з! стал! 40Х, змщнених високошвидкк-ним тертям на токарному верстай 1К62 сталевим диском д!аметром 250 мм, який обертався з частотою 7000 хв-1. Досшджували вплив питомого тиску та подач! на вр!зання диска на мжротвердасть зм!цненого шару. Максимальне значення мж-ротвердост! становило 7 ГПа. Величину i розподш мшротвердосп стал! 45 шсля високошвидккного змiциения iнструментом-диском з р!зних матерiалiв установлено в [3]. Найбшьша товщина та мшротвердасть (10 ГПа) була шд час змщнення диском з титанового сплаву ВТ6. У робота [4] встановлено вплив сили притискання шструмента- диска з титанового сплаву на м!кротвердасть та товщину змщненого шару. Максимальне значення мшротвердоста було 10,87 ГПа, а товщина -1,3 мм. Комплексне дослщження впливу режимних фактор1в на мiкротвердiсть змщненого шару сталi 45 не проводили.

Метою роботи е встановлення впливу режимних фактор1в високошвидккного тертя на мжротвердасть змiциеного шару на зразках з! сталi 45.

Виклад основного матерiалу. Дослiдження впливу режимiв змщнення високошвидшсним тертям новим способом [5] проводили на експериментальнш установщ [6]. Змшш фактори та обласп 1х iнтересу наведено в табл. 1.

Табл. 1. Змтт фактори та область ¡х ттересу

Назва фактора Кодове позна-чення Натуральне позначення Значен-ня мш-мальне Значення макси-мальне Одиниця вимiру

Швидюсть обертання змщню-вального iнструмента-диска Х1 и 40 75 м/с

Швидюсть подачi зразка, що змiцнюeться Х2 % 0,25 0,75 м/хв

Величина сили притискання змiцнювального шструмента-диска до оброблювано! поверхнi Хз Р 600 1000 Н

Шд час проведення дослщжень застосовували планування експерименту за В-планом. Матрицю В-плану експерименту наведено в табл. 2.

Табл. 2. Матрица. В-плану експерименту

№ дослщу

Кодовi значения

X

X

Х,

V, м/с

Натуральш значения

Vs, м/хв

Р, Н

1

40

0,25

75

0,25

40

0,75

75

0,75

-1

40

0,25

-1

75

0,25

40

0,75

75

0,75

40

0,5

10

75

0,5

11

57,5

0,25

12

57,5

0,75

13

57,5

0,5

14

57,5

0,5

15

57,5

0,5

1

2

1

3

1

4

1

5

6

7

1

8

1

9

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

Пкля проведення експериментш дослщжували мiкротвердiсть на шлiфах, якi виготовляли за вщомою методикою [7]. Мiкротвердiсть вимiрювали на мж-ротвердомiрi ПМТ-3 з навантаженням на iндентор 2 Н. У кожнш точцi проводили по три замiри. У табл. 3 наведено результати експерименту залежносп мшрот-вердосп зразюв зi сталi 45 на глибиш 550 мкм ввд поверхнi зразка.

Табл. 3. Результати експерименту

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

№ дослщу К1 К2 К3

1 11,0 10,1 9,6

2 9,6 10,3 11,7

3 10,4 11,3 11,7

4 11,7 10,4 10,7

5 6,8 7,4 8,2

6 7,6 8,3 9,3

7 11,7 12,4 11,0

8 11,0 12,0 11,7

9 11,3 10,9 11,5

10 10,8 11,7 11,3

11 10,2 9,8 10,0

12 11,7 12 11,3

13 10,8 10,3 11,3

14 9,2 9,8 10,3

15 11,7 11,3 11,1

Пiсля оброблення результатш дослiджень отримали рiвняння регресп за-лежностi мiкротвердостi вiд режимних факторiв у кодових значеннях:

У = 10.0787 + 8.0667 • X -0.21333 • Х2 + 0.80768 • X? + 0.7625 • Х|. (1)

У натуральних значеннях факторiв рiвняння регресп мае вигляд

Нт = 19.2826 - 0.34434 • V -10.8748 • V + 0.02303 • Р + 0.00264 • V2 + 0.17429 • V . (2)

Графiчну залежшсть мiкротвердостi вiд швндкосп подачi та сили притис-кання диска для середнього значення швндкосп диска наведено на рис. 1.

0,25 600

Рис. 1. Залежшсть мiкротвердостi вiд швидкостi подачi та сили притискання

диска

Як видно з рис. 1, чико простежуемо екстремум значення мкротвердосп тд час змiцнювання зi силою притискання 800 Н на вах швидкостях подачi. Зi збтьшенням швидкостi подачi мiкротвердiсть дещо зменшуеться. Це можна по-яснити зменшенням часу контакту диска з поверхнею змщнення. Зменшення часу контакту призводить до змши структури шару в бк зменшення 11 мкротвер-достi. З метою отримання шару високо'1 (бтьше 10 ГПа) мкротвердосп потрiбно

проводити змщнювання зi швидюстю подачi вiд 0,25 до 0,55 м/хв та силою притискання iнструмента-диска вiд 680 Н до 920 Н.

На рис. 2 наведено графiчне вщображення результапв залежностi мкрот-вердостi вщ швидкосп обертання iнструмента-диска та сили притискання диска на швидкосп подачi 0,5 м/хв.

40 600 иои Р,Н

Рис. 2. Залежтсть мiкротвердостi вiд швидкост1 обертання тструмента-диска

та сили його притискання

Найбтьше (11,71 ГПа) значения мжротвердосп отримуемо тд час змщнювання зi силою притискання шструмента-диска 760 Н та зi швидюстю обертання диска 75 м/с. Значення мiкротвердостi б1льше 10 ГПа можна отримати, проводячи змщнювання зi швидюстю iнструмента-диска бiльше вщ його се-реднього значення (57,5 м/с) iз силою притискання вщ 760 Н до 840 Н. Почина-ючи зi швидкостi обертання диска 68 м/с, зм^ений шар мкротвердштю б1льше 10 ГПа можна отримати тд час змщнювання зi силою притискання диска вiд 600 Н до 1000 Н. Пщвищення мкротвердосп зi збiльшениям швидкостi обертання диска можна пояснити зростанням тепловидшення в зонi тертя, що сприяе швидким фазовим перетворенням у поверхневому шарi та утворенню твердо! де-формовано! мартенситно-аустенгтно! структури.

Сумюний вплив швидкостi обертання шструмента-диска та швидкост по-дачi за сили притискання диска 800 Н на м^отвердють змщненого шару зобра-жено на рис. 3. Зм^ений шар мкротвердютю бiльше 10 ГПа можна отримати, проводячи змщнювання з малою швидюстю подачi та малими (до 50,5 м/с) швидкостями обертання шструмента-диска. Починаючи зi швидкост обертання шструмента-диска 57,5 м/с, зм^ений шар мiкротвердiстю б1льше 10 ГПа можна отримати на вс1х швидкостях подачi.

Н[л, ГПа

14

и 1(

а

0,00

У\, м/хв

40 0,25

Рис. 3. Залежмсть мiкротвердостi вiд швидкостi nодачi та швидкост1 обертання тструмента-диска

З метою отримання змщненого шару високо'1 мкротвердост необхiдно проводити змщнювання зi швидкiстю обертання шструмента-диска бшьше 57,5 м/с та швидкютю подачi до 0,55 м/хв. Ця швидюсть е оптимальною для змiцнювання зi силою притискання, що не перевищуе 800 Н. Висновки:

1. Отримано рiвняння регресп, яке адекватно описуе вплив режимних факто-рiв процесу змiцнювання високошвидкiсним тертям зразюв зi сталi 45 на мкротвердють змiцнюваного високошвидкiсним тертям шару.

2. З метою отримання змщненого шару високо'1 (бшьше 10 Гпа) мкротвердос-тi змiцнювання потрiбно проводити зi швидкiстю подачi до 0,55 м/хв, зi силою притискання диска вщ 760 до 840 Н та швидкютю обертання шструмента-диска бшьше 57,5 м/с.

1. Голубець В.М. Фiзико-механiчнi характеристики змщненого високошвидюсним тертям наноструктурного шару на сташ 45 / В.М. Голубець, М.Д. Юрик, Ю.Р. Капраль, А.С. Рудь // На-уковий вiсник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Украши. - 2012. -Вип. 22.13. - С. 114-117.

2. Киришв В.1. Зм^ення деталей помп методами штенсивно! пластично! деформаци / В.1. Кирилiв, Я.Б. Киритв, П.Я. Сидор // Науковi нотатки : зб. наук. праць. - Луцьк : Вид-во Луцько-го НТУ. - 2009. - Вип. 25, том 2. - С. 109-113.

3. Никофирчин Г.М. Наноструктурне поверхневе змiцнення конструкцiйних сталей висо-кошвидк1сним тертям / Г.М. Никофирчин, В.1. КИрилiв, Н.В. Крет, В. А. Волошин // Науковi нотатки : Мiжвуз. зб. (за напрямом "Инженерна механiкам). - 2007. - Вип. 20 (травень 2007). - С.

4. Рудь А. С. Полiпшення експлуатацшних характеристик вщцентрових стружкових верста-тiв змщненням !х бил високошвидюсним тертям : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.05.04 "Машини для земляних, дорожшх i лкотехтчних робiтм / А.С. Рудь. -Львiв, 2010. - 17 с.

Лггература

325-329.

5. Декл. пат. на кор. модель 45685 Украхна, МПК В23В 17/00 В24В 39/00. Cnoci6 фрикцш-ного змщнення / М.Д. Крик, A.G. Рудь; заявник та власник патенту НЛТУ Украши, № 20040403029; заяв. 05.05.2009; опубл. 25.11.2009. Бюл. № 22.

6. Крик М.Д. Установка для поверхневого змщнення сталевих деталей шляхом оброблен-ня високошвидкiсним тертям / М.Д. Крик, А.С. Рудь // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. на-ук.-техн. праць. - Львш : РВВ НЛТУ Украши. - 2009. - Вип. 19.4. - С. 86-89.

7. Масленников Ф.И. Лабораторный практикум по металловедению / Ф.И. Масленников. -М. : Машгиз, 1961. - 286 с.

Капраль Ю.Р., Кирик НД, Голубец В.М. Зависимость микротвердости упрочненного высокоскоростным трением слоя стали 45 от режимных факторов

Исследовано, с использованием планирования експеримента за В-планом, влияния скорости упрочняющего инструмента-диска на поверхность образца на микротвердость упрочненного слоя. Установлены граничные значения микротвердости упрочненного слоя, которая достаточна для изготовления ножей из стали 45 для резания древесины.

Kapral U.R., KirykM.D., Holubets' V.M. The dependence of microhardness of steel 45 layers strengthening by high-speed friction on regime factors

Investigated the impact speed for reinforcement tool, the feed rate of the sample and the normal force pressing tool to surface of sample on the microhardness of the hardened layer using the experimental planning of the B-plan. Established threshold microhardnes of the hardened layer which is sufficient for the production knifes of steel 45 for cutting wood.

УДК 711.4 Доц. ЮЛ Новицький1, канд. техн. наук;

доц. Ю.Р. Оленюк2, канд. техн. наук; курсант А.В. KarnipyK

РОЗВИТОК ТРАНСПОРТНО1 МЕРЕЖ1 М1СТА ПРИ ЗМ1Н1 ВИРОБНИЧИХ ЗОН

У транспортному плануванш мют прийнято користуватись схемою функщонально-го подшу населеного пункту i3 видшенням сельбищних та виробничих зон i подальшим плануванням транспортних кореспонденцш мiж окремими районами мiста. Зпдно i3 спостереженнями, декотрi сучасш мiста знаходяться в процей змши величини та мюця виробничо! функщонально! зони. Проаналiзовано причини та запропоновано змши, як потрiбно внести у транспорты системи. Для транспортних пасажирських перевезень змь на величин таких параметров, як напрям та час, зумовлюе потребу у переглядi характеристик маршрутних перевезень чи перегляд замши виду транспорту на бшьш швидюс-ний, економiчний та еколопчний.

Ключовi слова: пасажирськ перевезення, функцiональна зона, мiсто, транспортне планування.

Транспортна система MicTa характеризуеться npoeKTro-opiemoBaHKM шд-ходом i призначена забезпечувати безперебшне, безпечне, комфортне та своечас-не перемiщення людей i вантажш. Час повдки на Iрaнcпортi залежить вiд вели-чини шляху перемщення мicтом, кiлькоcтi засобш перевезень, стану вулично! мережi тощо [1]. Необидно провести дослщження вiдноcно якоcтi перевезень у громадському трaнcпортi, показники котро! залежать вiд величини пасажиропо-тоюв у передробочий та пicляробочий час, а також вибору виду транспорту. До

1 НУ " Львгвська полггехнка";

2 Льв1вський ДУ безпеки життед1яльност1

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.