Збірник праць «Машинобудування» № 17 (2016)

№17

Ісьєміні І. І.

До питання монтажу та експлуатації захисної системи мостових кранів з пневмогідравлічними буферами

Аналіз парку вантажопідіймальних кранів свідчить, що велика їх кількість відпрацювала свій нормативний ресурс, а захисні системи кранів знаходяться в незадовільному стані. Це створює передумови для винаходу нових надійних захисних систем кранів, зокрема, у кінцевих ділянках колії, що забезпечуватимуть безпечну експлуатацію вантажопідіймальних кранів, запобігаючи аварійним ситуаціям.

Показано, що монтаж тупикових упорів має відбуватись разом з крановими буферами та виконуватись організаціями, що проектують і виготовляють вантажопідіймальні крани. Вказано, що для безпечної зупинки вантажопідіймальних кранів жорсткість тупикового упору має розраховуватись таким чином, щоб удар крана в тупиковий упор був не надто жорстким, забезпечуючи повне плавне гасіння кінетичної енергії крана. Наведено порядок розрахунку жорсткості тупикового упору.

Зроблено висновок, що експлуатація захисної системи з пневмогідравлічними буферами дозволяє зупиняти крани мостового типу, що наїжджають на тупикові упори з номінальною швидкістю, з уповільненням в межах регламентованого, сприймаючи всю кінетичну енергію крана. Це зменшує навантаження на кранові металоконструкції і підкранові споруди, запобігаючи їх руйнуванню, зменшує обсяг ремонтних робіт, що проводяться на крані, та підвищує безпеку при експлуатації вантажопідіймальних кранів.

Ключові слова: пневмогідравлічний буфер; безпечна експлуатація вантажопідіймальних кранів; регламентоване уповільнення крана.

Анализ парка грузоподъемных кранов свидетельствует, что большое их количество отработало свой нормативный ресурс, а защитные системы кранов находятся в неудовлетворительном состоянии. Это создает условия для изобретения новых надежных защитных систем кранов, в частности, в тупиковых участках пути, обеспечивающих безопасную эксплуатацию грузоподъемных кранов, предотвращая аварийные ситуации.

Показано, что монтаж тупиковых упоров должен производиться вместе с крановыми буферами и выполняться организациями, проектирующими и производящими грузоподъемные краны. Указано, что для безопасной остановки грузоподъемных кранов жесткость тупикового упора должна рассчитываться таким образом, чтобы удар крана в тупиковый упор был не очень жестким, обеспечивая полное плавное гашение кинетической энергии крана. Приведен порядок расчета жесткости тупикового упора.

Сделано вывод, что эксплуатация защитной системы с пневмогидравлическими буферами позволяет останавливать краны мостового типа, наезжающие на тупиковые упоры с номинальной скоростью, с замедлением в пределах регламентируемого, воспринимая всю кинетическую энергию крана. Это уменьшает нагрузки на крановые металлоконструкции и подкрановые сооружения, предотвращая их разрушение, уменьшая объем ремонтных работ, проводимых на кране, и повышает безопасность при эксплуатации грузоподъемных кранов.

Ключевые слова: пневмогидравлический буфер; безопасная эксплуатация грузоподъемных кранов; регламентируемое замедление крана.

Analysis of hoist crane’s park shows that more of them are worked-out their rated source, and safety systems of cranes have unsatisfactory conditions. It establishes situation for development new reliable safety systems of cranes in particular in dead-ends of crane runway, which will provide safe operation of hoist cranes preventing accidents.

It is shown that assembling of end stops must be realized with crane’s buffers and by design and producing of hoist cranes organizations. It is pointed that rigidity of end stop must be calculated in such way that impact of crane into end stop must be not very hard for safe stop of hoist cranes and it must be provided full and smooth damping of kinetic energy of crane. The method of settlements of end stop’s rigidity is shown.

It is concluded that operation of safety system with pneumohydraulic buffers allows to stop overhead cranes running into end stops with rated speed and with specifiable deceleration sustaining all kinetic energy of crane. It decreases loads on crane’s metal constructions and crane girders and prevents it’s destroying decreasing volume of repair works conducting on a crane and increases safety during operation of the hoist cranes.

Key words: pneumohydraulic buffer; safety operation of hoist cranes; specifiable deceleration of crane.

Подоляк О. С., Мельниченко О. А.

Дослідження впливу робочих характеристик гасителів коливань на динамічні навантаження стрілової системи

Встановлено найбільш ефективну робочу характеристику гідравлічного гасителя коливань, який може використовуватися в стріловій системі самохідних кранів з метою зменшення динамічних навантажень при підніманні вантажу з жорсткої основи.

Дослідження проводились числовими методами за допомогою математичної моделі, яка описує перехідні процеси, що виникають в стріловій системі самохідного крана з електроприводом при підніманні вантажу. Для визначення впливу різних робочих характеристик на динамічні навантаження було побудовано двохмасову динамічну модель, яка описує зміну сили опору гасителя по трьом законам: лінійному, прогресивному і регресивному. Для реалізації моделі був використаний числовий метод кінцевих різниць.

Динамічна навантаженість системи оцінювалась методом порівняльного аналізу графіків зусиль, переміщень і швидкостей приведених мас стрілової системи. При підніманні вантажу «з підхватом» і застосуванні гідравлічного гасителя коливань з різними робочими характеристиками встановлено, що найбільш ефективним є включення в силовий ланцюг підвіски вантажу гасителя коливань з регресивною робочою характеристикою.

Ключові слова: стріла; вантаж; підвіска; гідравлічний гаситель; коливання, сила опору.

Установлена наиболее эффективная рабочая характеристика гидравлического гасителя колебаний, который может использоваться в стреловой системе самоходных кранов с целью уменьшения динамических нагрузок при подъеме груза с жесткой основы.

Исследования проводились численными методами с помощью математической модели, которая описывает переходные процессы, возникающие в стреловой системе самоходного крана с электроприводом при подъеме груза. Для определения влияния различных рабочих характеристик на динамические нагрузки была построена двухмассовая динамическая модель, которая описывает изменение силы сопротивления гидравлического гасителя по трем законам: линейному, прогрессивному и регрессивному. Для реализации модели использовался метод конечных разностей.

Динамическая нагруженность системы оценивалась методом сравнительного анализа графиков усилий, перемещений и скоростей приведенных масс стреловой системы. При подъеме груза «с подхватом» и применении гидравлического гасителя колебаний с различными рабочими характеристиками, установлено, что наиболее эффективным является включение в силовую цепь грузовой подвески гасителя колебаний с регрессивной рабочей характеристикой.

Ключевые слова: стрела; груз; подвеска; гидравлический гаситель; колебания, сила сопротивления.

The most effective operating characteristic of hydraulic damper that can be used in boom system of mobile cranes for decrease dynamic loads during lifting a load from a rigid base is determined.

Research by numerical methods with a mathematical model describing transition processes arising in boom system of mobile crane with electric drive during load lifting were conducted. The two-mass dynamic model for estimation of the influence of different operating characteristics on dynamic loads was built. It is describing the resisting force changing of hydraulic damper according to the three laws: linear, progressive and regressive. The method of finite differences for model realization was used.

Dynamic stress loading of system by method of comparative analysis of curves of efforts, displacements and velocities of reduced mass of boom system was estimated. It during load lifting with snatching and applying a hydraulic damper with different operating characteristics is determined that most effective is including in power circuit a load suspension of the damper with regressive operating characteristic.

Key words: boom; load; suspension; hydraulic damper; vibrations; resisting force.

Слободяник В. А.

Модуль упругости стальных канатов, отработавших нормативный срок службы и возможности их (канатов) дальнейшей эксплуатации

В статье приводятся результаты многолетнего внедрения на ряде кранов мостового типа стального каната, использующегося в качестве натяжного элемента в устройствах, создающих предварительное напряжение в металлоконструкциях пролётных балок. Предложено на основании статистических данных определение значения модуля упругости каната, в т.ч. отработавшего свой нормативный срок, но продолжающегося эксплуатироваться при малых напряжениях.

Делается вывод о надёжности и экономичности применения вышеуказанных стальных канатов, обтянутых в процессе предыдущей эксплуатации, в качестве затяжек в связи со стабилизацией их модуля упругости.

Ключевые слова: канат; кран мостового типа; предварительное напряжение; модуль упругости каната; нормативный срок.

В статті наводяться результати багаторічного впровадження на ряді кранів мостового типу сталевого каната, що використовується в якості натяжного елементу в пристроях, які створюють попереднє напруження в металоконструкціях прогінних балок. Запропоноване на основі статистичних даних визначення значення модуля пружності каната, в тому числі такого, що відпрацював свій нормативний термін, але продовжує експлуатуватись при малих напруженнях.

Робиться висновок про надійність і економічність застосування вказаних вище сталевих канатів, обтягнутих в процесі попередньої експлуатації, в якості затяжок у зв’язку зі стабілізацією їх модуля пружності.

Ключові слова: канат; кран мостового типу; попереднє напруження; модуль пружності каната; нормативний термін.

In the article the results of long standing application a steel rope on the row of overhead type cranes are given. Steel rope such as tie in the devices which are make prestressing in metalwares of span beams is used. Estimation of the value of coefficient of elasticity of rope including worked-out and proceeding to be exploiting with small tensions rope is suggested.

Conclusion about reliability and economy of applying foregoing steel ropes jacketed during their prior exploitation as straining with stabilization of their coefficient of elasticity is done.

Key words: rope; overhead type crane; prestressing; coefficient of elasticity of rope; rated resource.

Драгун С. В., Дружинин Е. И.

Определение волн давления и скорости рабочей жидкости в магистралях гидрообъемных приводов силовых передач машин

К динамическим характеристикам объемного гидропривода относят его инерционные, диссипативные и упругие характеристики, а также моменты, действующие на роторы гидромашин со стороны рабочей жидкости, динамика которой может быть представлена с той или иной степенью точности в зависимости от целей исследования и конструктивных особенностей объемного гидропривода. Часто упрощенное описание динамики рабочей жидкости сводится к одному обыкновенному дифференциальному уравнению неразрывности, являющегося следствием закона сохранения масс, что иногда является недостаточным для оценки взаимовлияния объемного гидропривода и силовой передачи, частью которой он является. В статье поведение жидкости предлагается описывать телеграфными уравнениями, решение которых может быть представлено в Д’Аламберовой форме, то есть в виде суперпозиции прямой и обратной волн давления и скорости, что допускает принципиальную возможность оценки взаимного влияния различных по физической природе механических и гидродинамических процессов на стадиях проектирования и доводки опытных образцов гидромеханических систем и имеет важное значение для обеспечения дальнейшей качественной эксплуатации силовых передач транспортных средств. Указанный подход может быть применен для решения задач анализа сколь угодно сложных по структуре линейных и нелинейных моделей силовых передач при любом уровне детализации математического описания элементов объемного гидропривода и любых режимах его функционирования.

Ключевые слова: силовые передачи; гидрообъемные приводы; волновые уравнения; волны давления и скорости рабочей жидкости.

До динамічних характеристик об’ємного гідроприводу відносять його інерційні, дисипативні і пружні характеристики, а також моменти, що діють на ротори гідромашин з боку робочої рідини, динаміка якої може бути представлена з тим або іншим ступенем точності в залежності від цілей дослідження і конструктивних особливостей об’ємного гідроприводу. Часто спрощений опис динаміки робочої рідини зводиться до одного звичайного диференціального рівняння нерозривності, яке є наслідком закону збереження мас, що іноді є недостатнім для оцінки взаємовпливу об’ємного гідроприводу і силової передачі, частиною якої він є. У статті поведінку рідини пропонується описувати телеграфними рівняннями, рішення яких може бути представлено в Д’Аламберовій формі, тобто у вигляді суперпозиції прямий і зворотної хвиль тиску і швидкості, що допускає принципову можливість оцінки взаємного впливу різних по фізичній природі механічних і гідродинамічних процесів на стадіях проектування і доведення дослідних зразків гідромеханічних систем і має важливе значення для забезпечення подальшої якісної експлуатації силових передач транспортних засобів. Зазначений підхід може бути застосований для вирішення задач аналізу як завгодно складних за структурою лінійних і нелінійних моделей силових передач при будь-якому рівні деталізації математичного опису елементів об’ємного гідроприводу і будь-яких режимах його функціонування.

Ключові слова: силові передачі; гідрооб’ємні приводи; хвильові рівняння; хвилі тиску і швидкості робочої рідини.

By the dynamic characteristics of volume hydraulic drive include its inertia, elastic and dissipative characteristics and moments acting on the rotors of hydraulic fluid from the working dynamics which can be represented with varying degrees of accuracy depending on the study objectives and design features of the volumetric hydraulic drive. Often simplified description of the dynamics of the working fluid is reduced to one ordinary differential equation of continuity, which is a consequence of the law of conservation of mass, which sometimes is not sufficient to assess the interference volume hydraulic drive and power transmission, of which he is. The article proposed to describe the behavior of the fluid of the telegraph equation, the solution of which can be represented in D'Alamber form, in the form of a superposition of the forward and backward waves of pressure and speed, which allows the possibility in principle of mutual evaluation of the impact of different physical nature of mechanical and hydrodynamic processes in steps designing and debugging of prototypes and hydromechanical systems is essential to ensure the continued operation of high-quality power transmission vehicles. This approach can be applied to solve the problems of the analysis of arbitrarily complex structure of linear and nonlinear models of power transmission at any level of detail, the mathematical description of the elements of volume hydraulic drive and all modes of operation.

Key words: power transmission; hydrovolumetric drives; wave equation; waves of pressure and velocity of the working fluid.

Ловейкін В. С., Ромасевич Ю. О.

Обґрунтування положень концепції динамічної оптимізації режимів руху вантажопідйомних та транспортуючих машин

Розглянуто основні положення концепції підвищення ефективності використання транспортуючих та вантажопідйомних машин за рахунок оптимізації режимів їх руху.

Побудовано алгоритм проведення досліджень, який передбачає виконання аналізу та синтезу режимів руху машини при проведенні теоретичних розрахунків та експериментальної перевірки результатів. На основі алгоритму виконується весь цикл досліджень: від надходження вихідної інформації про роботу машини до отримання науково-обґрунтованого результату у вигляді збільшення одного чи декількох показників ефективності роботи машини.

Описано окремі етапи робіт у концепції динамічної оптимізації режимів руху транспортуючих та вантажопідйомних машин та встановлено логічний зв’язок між ними.

Розроблена концепція може бути використана для планування науково-дослідних робіт по підвищенню ефективності роботи вантажопідйомних та транспортуючих машин за рахунок оптимізації режимів руху їх механізмів.

Ключові слова: машина; динаміка; концепція; алгоритм; оптимізація.

Рассмотрены основные положения концепции повышения эффективности использования транспортирующих и грузоподъемных машин за счет оптимизации режимов их движения.

Построен алгоритм проведения исследований, который предусматривает выполнение анализа и синтеза режимов движения машины при проведении теоретических расчетов и экспериментальной проверки результатов. На основе алгоритма выполняется весь цикл исследований от поступления исходной информации о работе машины до получения научно обоснованного результата в виде увеличения одного или нескольких показателей эффективности работы машины.

Описаны отдельные этапы работ в концепции динамической оптимизации режимов движения транспортирующих и грузоподъемных машин и установлена логическая связь между ними.

Разработанная концепция может быть использована для планирования научно-исследовательских работ по повышению эффективности работы грузоподъемных и транспортирующих машин за счет оптимизации режимов движения их механизмов.

Ключевые слова: машина; динамика; концепция; алгоритм; оптимизация.

The basic points of concepts of effectiveness increasing of the using lifting machines by mean of movement regimes optimization have been considered.

An algorithm of researching has been build, which provides for perform analysis and synthesis of machines movement regimes during theoretical calculations and experiments. The cycle of researching, which based on the algorithm, should be execute: from acquisition an information to obtaining scientific results (for example, when one or several indicators of the effeciency have been increased).

The individual stages of work in the movement dynamic optimization concept of conveying and hoisting machines were described. A logical link between them has been stated, as well.

The concept can be used for the planning of scientific research to improve the efficiency of the lifting and conveying machines by optimizing the movement modes of their mechanisms.

Key words: machine; dynamic; concept; algorithm; optimization.

Осипова Т. Н.

Экспериментальные исследования динамики каната одноконцевого подъемника

Установлен метод определения напряженно-деформированного состояния элементов конструкции – метод электротензометрии, где чувствительным к деформациям элементом является тензорезистор, подключенный по соответствующей схеме к регистрирующей аппаратуре.

Приведена конструкция экспериментальной модели одноконцевой подъемной установки, состоящая из тельфера, подъемного каната, модели клети с грузом, демпфирующего устройства, измерительной пластины с активными тензорезисторами и модуля АЦП/ЦАП ZET 210, регистрирующего напряженно-деформированное состояние исследуемого объекта.

Получены результаты экспериментальных исследований, что свидетельствуют про достоверность закономерностей, полученных теоретическим путем, а предложенная конструкция демпфирующего устройства с резиновыми элементами эффективна. Коэффициент динамичности каната с учетом только диссипативных сил каната находится в пределах 1,94, применение демпфирующего устройства уменьшает коэффициент динамичности в среднем до 1,345 в зависимости от веса концевого груза.

Ключевые слова: одноконцевой подъемник; динамика; демпфирующее устройство; осциллограмма; коэффициент динамичности.

Установлено метод визначення напружено-деформованого стану елементів конструкції – метод електротензометріі, де чутливим до деформацій елементом є тензорезистор, підключений за відповідною схемою до реєструвальної апаратури.

Наведено конструкція експериментальної моделі однокінцевий підйомної установки, що складається з тельфера, підйомного каната, моделі кліті з вантажем, демпфувального пристрої, вимірювальної пластини з активними тензорезисторами і модуля АЦП/ЦАП ZET 210, реєструвального напружено-деформований стан досліджуваного об'єкта.

Отримано результати експериментальних досліджень, що свідчать про достовірність закономірностей, отриманих теоретичним шляхом, а запропонована конструкція демпфуючого пристрою з гумовими елементами ефективна. Коефіцієнт динамічності каната з урахуванням тільки дисипативних сил каната знаходиться в межах 1,94, застосування демпфуючого пристрою зменшує коефіцієнт динамічності в середньому до 1,345 в залежності від ваги кінцевого вантажу.

Ключові слова: однокінцевий підйомник; динаміка; демпфувальний пристрій; осцилограма; коефіцієнт динамічності.

Established method for determining the stress-strain state of structural elements – method electrical tensometry where sensitive to deformation element is a strain gauge attached on the respective scheme to the recording equipment.

Describes an experimental model one-end lift  installation consisting of a hoist, hoisting rope, cage models with load, damping device, a measuring plate with active strain gauges and ADC/DAC ZET 210 module, a recording stress-strain state of the object.

Obtained results of experimental studies that suggest about the accuracy of laws, obtained theoretically, and the proposed construction of a damping device with rubber elements is effective. Coefficient of dynamic rope considering only dissipative forces rope is in the range 1,94 application device reduces the dynamic damping ratio to an average of 1,345, depending on the weight of the cargo terminal.

Key words: oneend lift; dynamics; damping device; waveform; сoefficient of dynamic.

Фидровская Н. Н., Ломакин А. А., Писарцов А. С.

Анализ напряженно-деформированного состояния каната, навиваемого на барабан, методом конечных элементов

В статье рассмотрен анализ напряженно-деформированного состояния каната, навиваемого на барабан, методом конечных элементов.

Проведен анализ 26 литературных источников зарубежных и отечественных исследователей, работы которых посвящены вопросам исследования канатов, напряженно-деформированного состояния, методу конечных элементов, моделированию и исследованию в полях программ SolidWorks и ANSYS.

В поле программы SolidWorks 2015 построены геометрические модели каната и барабана, в качестве прототипов которых были использованы канат и барабан, применявшиеся в экспериментальных исследованиях, с соблюдением их геометрических размеров и физических свойств материалов из которых они изготовлены.

В поле программы ANSYS 17 проведено исследование трехмерной модели ¼ витка каната при изгибе на сегменте оболочки барабана. А также исследование трехмерной модели при навивке 14 витков каната на барабан. При исследовании моделей были применены наименьшие элементарные фигуры при построении разбивочной сетки. Приведен график сходимости решения при расчете модели.

Сделано графическое сравнение результатов, полученных из расчетных формул данных экспериментальных исследований и данных, полученных методом конечных элементов.

Ключевые слова: витки каната; барабан; SolidWorks; ANSYS; модель; напряженно-деформированное состояние; метод конечных элементов.

У статті розглянуто аналіз напружено-деформованого стану каната, що навивається на барабан, методом кінцевих елементів.

Проведено аналіз 26 літературних джерел зарубіжних і вітчизняних дослідників, роботи яких присвячені питанням дослідження канатів, напружено-деформованого стану, методу скінченних елементів, моделювання та дослідження в полях програм SolidWorks і ANSYS.

В полі програми SolidWorks 2015 побудовані геометричні моделі каната і барабана, прототипами яких були використані канат і барабан застосовувалися в експериментальних дослідженнях, з дотриманням їх геометричних розмірів і фізичних властивостей матеріалів з яких вони виготовлені.

В полі програми ANSYS 17 проведено дослідження тривимірної моделі ¼ витка каната при вигині на сегменті оболонки барабана. А також дослідження тривимірної моделі при намотуванні 14 витків каната на барабан. При дослідженні моделей були застосовані найменші елементарні фігури при побудові розбивочної сітки. Наведено графік збіжності рішення при розрахунку моделі.

Зроблено графічне порівняння результатів, отриманих з розрахункових формул даних експериментальних досліджень і даних отриманих методом кінцевих елементів.

Ключові слова: витки каната; барабан; SolidWorks; ANSYS; модель; розбивна сітка; напружено-деформований стан; метод кінцевих елементів.

In the article the analysis of the stress-strain state of a steel rope wound on a drum using finite element method.

The analysis of 26 literature of foreign and domestic researchers, whose work is devoted to the study of ropes, the stress-strain state, finite element method, modeling and research in SolidWorks and ANSYS software fields.

In the program SolidWorks 2015 constructed geometric model of the rope drum and, as a prototype of which was used the rope drum and applied in experimental studies, in accordance with their geometric dimensions and physical properties of the materials from which they are made.

In the program ANSYS 17 carried out a study of three-dimensional models ¼ rope coil in bending on a segment of the drum shell. As well as the study of three-dimensional model with 14 coiling coils of rope on the drum. In the study of the smallest models have been applied in the construction of elementary figures staked grid. An convergence graph of the solution in the calculation model.

It made a graphical comparison of the results obtained from the calculation formulas and data of experimental research data obtained by finite element method.

Key words: turns of rope; drum; SolidWorks; ANSYS; model; stress-strain state; finite element method.

Фідровська Н. М., Лєсовицький К. Ю., Чернишенко О. В.

Новий підхід до конструювання шахтних барабанів

В статті розглянуто проблеми шахтних барабанів, а саме скоректований підхід до обґрунтування їх конструкції, запропоновано шляхи покращення їх експлуатаційних якостей.

Практика конструювання шахтних барабанів базується на введенні додаткових елементів жорсткості, таких як ребра, кільця і косинки. Це значно збільшує вагу і складність виготовлення барабана, а також приводе до появлення місцевих напружень в місцях приварки. Це дуже ускладнює роботу конструкції.

Проведені розрахунки міцності лобовини барабана за спрощеною і уточненою методиками показали, що міцність лобовини повністю забезпечена і необхідності встановлення додаткових конструкцій у вигляді косинок не має сенсу.

Ключові слова: шахтний барабан; лобовина; обичайка; міцність; момент згину; напруження; косинка; елементи жорсткості.

В статье рассмотрена проблема шахтных барабанов, а именно скоректированный подход к обоснованию их конструкции, предложены пути улучшения их эксплуатационных свойств.

Практика конструирования шахтных барабанов основывается на применении  элементов жесткости, таких как ребра, кольца и косынки. Это значительно увеличивает вес и сложность изготовления барабана, а также приводит к появлению местных напряжений в местах приварки. Это значительно усложняет работу конструкции.

Проведенные расчеты прочности лобовины по упрощенной и уточненной методике показали, что прочность лобовины полностью обеспечена и необходимости установки доплнительной конструкции в виде косынок не имеет смысла.

Ключевые слова: шахтный барабан; лобовина; обечайка; прочность; изгибающий момент; напряжения; косынка; элементы жесткости.

In the article one considers the problems or else correct approach for basis their design, offer roads of improvement their exploitation properties.

Practice of design mine drums foundation on application elements of hard, so as ribs, rings and scarf. This considerable enlarge weight and complication making of drum and also brings to appearance of authorities strains in place of welding. This considerable complicate of work design.

There was the calculation of the frontal surface of a drum on simplification and performed methods show that durability of the frontal surface completely provided and isn’t necessity arrange the additional design in appearance scarf.

Key words: mine drum; frontal surface; surface of a drum; durability; moment of crook; strains; elements of hard.

Гордеев А. С.

Экономические механизмы интенсификации производства при обработке отверстий осевым инструментом

Целью работы являлась повышение интенсификации производства за счет разработки нормативного документа назначения режимов сверления по критерию теплового баланса в зоне резания.

Анализ механизма отклонения поперечного профиля отверстия показал, что его устранение неразрывно связано с контролем и регулированием температурных деформаций инструмента и детали в зоне резания, а, следовательно, с контролем температурного состояния в зоне резания. Технические решения проблемы подразумевают разработку прогрессивных конструкций осевого инструмента, обработка которым с использованием традиционных схем и режимов обработки позволит повысить качество поперечного профиля отверстия.

Полученные в работе теоретические положения легли в основу разработки стандарта предприятия «Назначение режимов резания при обработке отверстий комбинированным осевым инструментом».

Ключевые слова: сверление; точность обработки; скорость резания; производительность; себестоимость; стандарт предприятия.

Метою роботи є підвищення інтенсифікації виробництва за рахунок розробки нормативного документа призначення режимів свердління за критерієм теплового балансу в зоні різання.

Аналіз механізму відхилення поперечного профілю отвори показав, що його усунення нерозривно пов'язане з контролем і регулюванням температурних деформацій інструменту і деталі в зоні різання, а, отже, з контролем температурного стану в зоні різання. Технічні рішення проблеми мають на увазі розробку прогресивних конструкцій осьового інструменту, обробка яким з використанням традиційних схем і режимів обробки дозволить підвищити якість поперечного профілю отвору.

Отримані в роботі теоретичні положення лягли в основу розробки стандарту підприємства «Призначення режимів різання при обробці отворів комбінованим осьовим інструментом».

Ключові слова: свердління; точність обробки; швидкість різання; продуктивність; собівартість; стандарт підприємства.

The aim is to increase the intensification of production through the development of a regulatory document purpose drilling mode by the criterion of the heat balance in the cutting zone.

An analysis of the deviation of the transverse profile holes shown that its removal is inextricably linked with the control and regulation of temperature deformations tool and the workpiece in a cutting zone, and hence the control state of the temperature in the cutting zone. Technical solution of the problem involves the development of advanced designs of axial tools, the processing of which using conventional circuits and processing modes will improve the quality of the transverse profile of the hole.

The results obtained in the theoretical principles formed the basis for the development of the enterprise standard "Appointment of cutting conditions during machining holes combined axial tool."

Key words: drilling; precision machining; cutting speed; performance; cost; standard enterprise.

Кондратюк О. Л.

Вплив температурних деформацій вузлів багатокругових круглошліфувальних верстатів на точність обробки

Наведені результати дослідження температурних похибок базових багатокругових верстатів. Отримані залежності для розрахунку похибок діаметрів валів при обробці їх на багатокругових круглошліфувальних верстатів моделі ХШ, в результаті теплових деформацій базових вузлів. На основі залежностей можна визначити оптимальну величину настрою них розмірів діаметрів шийок оброблюваних в люнетах і без них. Встановлено, що швидкість переміщення центру задньої бабки 0,8 мкм/год, центру передньої бабки – 2 мкм/год, лівої опори шпинделя – 8 мкм/год, правої опори – 14 мкм/год. Закономірності утворення похибки форми досліджувалися за допомогою математичних моделей, що відображають основні властивості реальних процесів і які визначають зв'язок між вхідними і вихідними впливами. Це дозволило вирішувати складні аналітичні задачі і знайти оптимальну стратегію управління, що враховує конкретний верстат і продуктивність при заданій або максимально досяжної точності обробки.

Ключові слова: шліфування; температурна деформація; верстат; точність обробки.

Приведенные результаты исследования температурных погрешностей базовых многокруговых станков. Полученные зависимости для расчета погрешностей диаметров валов при обработке их на многокруговых круглошлифовальных станков модели ХШ, в результате тепловых деформаций базовых узлов. На основе зависимостей можно определить оптимальную величину настроения ных размеров диаметров шеек обрабатываемых в люнетах и без них. Установлено, что скорость перемещения центра задней бабки 0,8 мкм/ч, центру передней бабки – 2 мкм/ч, левой опоры шпинделя – 8 мкм/ч, правой опоры – 14 мкм/ч. Закономерности образования погрешности формы исследовались с помощью математических моделей, отражающих основные свойства реальных процессов и устанавливающих связь между входными и выходными воздействиями. Это позволило решать сложные аналитические задачи и найти оптимальную стратегию управления, учитывающую конкретный станок и производительность при заданной или максимально достижимой точности обработки.

Ключевые слова: шлифовка; температурная деформация; станок; точность обработки.

The results of research of temperature errors many-circular basic machines. These dependences for calculation errors shaft diameters in the processing of their on many-circular grinding machines HS model, as a result of thermal deformation of the base units. On the basis of the dependencies you can define the optimal value mood dimensions diameters of necks in the lunettes and processed without them. It was found that the rate of movement of the tailstock 0,8 mkm/h center, the center of the headstock – 2 mkm/h, the left spindle bearings – 8 mkm/h, the right support – 14 mkm/h. Laws of formation of error forms were studied using mathematical models that reflect the basic properties of real processes and establishing the connection between the input and output actions. It is possible to solve complex analytical problems and find the optimal management strategy, tailored to the specific machine and performance at a predetermined or maximum achievable accuracy.

Key words: grinding; thermal deformation of machine accuracy.

Маршуба В. П.

Обробка глибоких отворів: фізико-хімічні процеси різання, загальні проблеми та тенденції їх вирішення

Метою даної роботи було визначення основних напрямків досліджень процесу різання при обробці глибоких отворів і визначення основних переваг конструкцій ріжучих інструментів та їх недоліків в процесі обробки, способів обробки, пошук необхідних рішень щодо усунення проблем пов’язаних з даною обробкою. На основі проведеного аналізу визначити перспективи нових напрямків досліджень.

Проведений аналіз літературних джерел з даної теми показав, що сучасний підхід до визначення різних показників процесу різання при обробці глибоких отворів заснований на визначенні подій макрорівня і зовсім не враховує дію фізико-хімічних явищ на мікро рівні. Це пов’язано з недосконалістю інструментальних методів контролю і суб’єктивністю підходів до розгляду даної теми.

В результаті проведених досліджень і аналізу літературних джерел було встановлено, що нестабільність процесу різання, викликана найрізноманітнішими факторами, в які входять, як об’єктивні, так і суб’єктивні чинники. Виходом із ситуації є створення нової методики досліджень з виходом на новий рівень досліджень з урахуванням дії фізико-хімічних явищ на мікро рівні.

Ключові слова: глибокий отвір; якість обробки; дослідження; методи рішень.

Целью данной работы было определение основных направлений исследований процесса резания при обработке глубоких отверстий и определение основных достоинств конструкций режущих инструментов и их недостатков в процессе обработки, способов обработки, поиск необходимых решений по устранению проблем связанных с данной обработкой. На основе проведенного анализа определить перспективы новых направлений исследований.

Проведенный анализ литературных источников по рассматриваемой теме показал, что современный подход к определению различных показателей процесса резания при обработке глубоких отверстий основан на определении событий макро уровня и совсем не учитывает действие физико-химических явлений на микро уровне. Это связано с несовершенством инструментальных методов контроля и субъективностью подходов к рассмотрению данной темы.

В результате проведенных исследований и анализа литературных источников было установлено, что нестабильность процесса резания, вызвана самыми разнообразными факторами, в которые входят, как объективные, так и субъективные факторы. Выходом из создавшейся ситуации является создание новой методики исследований с выходом на новый уровень исследований с учетом действия физико-химических явлений на микро уровне.

Ключевые слова: глубокое отверстие; качество обработки; исследования; методы решений.

The aim of this work was to identify the main lines of research of the cutting process when machining deep holes and identifies the key benefits of the design of cutting tools and their limitations treatment, treatment techniques; identify the appropriate solutions to eliminate the problems associated with this treatment. Based on the conducted analysis to determine the prospects of new areas of research.

Analysis of the literature on the topic has shown that the existing approach to the definition of various indicators of the cutting process when machining deep holes on the basis of the definition of events at the macro level and does not take into account the impact of physical and chemical phenomena at the micro level. This is due to the imperfection of the instrumental methods of control and subjective approaches to the study subjects.

In the study and analysis of literary sources it was found that the instability of the cutting process, due to various factors, which include both objective and subjective factors. The solution to this situation is the creation of a new method of research with regard to the actions of physico-chemical phenomena at the micro level.

Key words: deep hole; the quality of treatment; research; methods of making.

Маршуба В. П., Яценко Л. О.

Обробка глибоких отворів: різальний інструмент, загальні проблеми та тенденції їх вирішення

Метою даної роботи було визначення основних напрямків досліджень конструкцій ріжучих інструментів, що застосовуються для обробки глибоких отворів і визначення їх основних переваг та недоліків в процесі експлуатації. Пошук рішень щодо усунення проблем пов’язаних з нестабільністю процесу різання і вдосконалення конструкцій інструменту для їх подолання.

Проведений аналіз вітчизняних і зарубіжних літературних джерел з даної теми показав, що сучасний підхід до визначення впливу конструкцій ріжучих інструментів заснований на визначенні подій макрорівня, зовсім не враховує дію фізико-хімічних явищ на мікро рівні. Це пов’язано з недосконалістю інструментальних методів контролю і суб’єктивністю підходів з одного боку, тоді як з іншого відсутністю напрямків загального підходу до вирішення даного завдання.

В результаті проведених досліджень і аналізу літературних джерел було встановлено, що існуючі методи досліджень в деяких аспектах дублюють один одного. Виходом із ситуації є створення нової методики досліджень з урахуванням дії супутніх явищ на мікро рівні.

Ключові слова: глибокі отвори; різальний інструмент, дослідження, методи рішень.

Целью данной работы было определение основных направлений исследований конструкций режущих инструментов применяемых для обработки глубоких отверстий и определение их основных достоинств и недостатков в процессе эксплуатации. Поиск решений по устранению проблем связанных с нестабильностью процесса резания и совершенствование конструкций инструмента для их преодоления.

Проведенный анализ отечественных и зарубежных литературных источников по рассматриваемой теме показал, что современный подход к определению влияния конструкций режущих инструментов основан на определении событий макро уровня и совсем не учитывает действие физико-химических явлений на микро уровне. Это связано с несовершенством инструментальных методов контроля и субъективностью подходов с одной стороны, тогда как с другой отсутствием направлений общего подхода к решению данной задачи.

В результате проведенных исследований и анализа литературных источников было установлено, что существующие методы исследований в некоторых аспектах дублируют друг друга. Выходом из ситуации является создание новой методики исследований с учетом действия сопутствующих явлений на микро уровне.

Ключевые слова: глубокие отверстия; режущий инструмент; исследования; методы решений.

The aim of this study was to determine the main directions of research designs for cutting tools used for machining deep holes and determination of their main advantages and disadvantages in operation. The search for solutions to address the problems associated with instability of cutting process and improving the design of an instrument for combating.

An analysis of domestic and foreign literature on the subject has shown that the modern approach to determining the effect of designs of cutting tools based on the definition of events of the macro level and not takes into account the influence of physico-chemical phenomena on the micro level. This is due to the imperfection of the instrumental methods of control and subjective approaches on the one hand, while on the other the lack of a General approach to solving this problem.

As a result of the conducted research and analysis of literary sources it was found that existing methods of research in some aspects overlap. The way out is the creation of a new method of research with regard to actions related phenomena on the micro level.

Key words: deep holes; cutting tools; research; methods of making.

Скоркін А. О.

Дослідження процесу стрічкового шліфування на еластичній основі

Широке розповсюдження стрічкового шліфування стримується відсутністю теорії визначення раціональних галузей його використання, практичних рекомендацій і методик, необхідних для одержання необхідної точності і якості оброблених поверхонь при найменших витратах. У зв’язку із цим, найважливішою проблемою є розробка теоретичних і технологічних основ високопродуктивного шліфування абразивними стрічками.

Таким чином, розробка теорії й методів підвищення ефективності процесу шліфування абразивними стрічками з урахуванням одержання необхідного якості виробу являє собою актуальну проблему.

У роботі проводилися теоретичні й експериментальні дослідження, оцінювалася точність і достовірність одержуваних результатів. Робота виконана на основі фундаментальних положень теорії різання, пластичності, теплопровідності, а також сучасних положень технології машинобудування, динаміки технологічних систем і трибології із застосуванням методів математичної статистики, теорії ймовірностей і багатофакторного планування.

Ключові слова: шліфувальний верстат; зернистість; стрічкове шліфування; складнопрофільні поверхні.

Широкое распространение ленточного шлифования сдерживается отсутствием теории определения рациональных областей его использования, практических рекомендаций и методик, необходимых для получения требуемой точности и качества обработанных поверхностей при наименьших затратах. В связи с этим, важнейшей проблемой является разработка теоретических и технологических основ высокопроизводительного шлифования абразивными лентами.

Таким образом, разработка теории и методов повышения эффективности процесса шлифования абразивными лентами с учетом получения требуемого качества изделия представляет собой актуальную проблему.

В работе проводились теоретические и экспериментальные исследования, оценивалась точность и достоверность получаемых результатов. Работа выполнена на основе фундаментальных положений теории резания, пластичности, теплопроводности, а также современных положений технологии машиностроения, динамики технологических систем и трибологии с применением методов математической статистики, теории вероятностей и многофакторного планирования.

Ключевые слова: шлифовальный станок; зернистость; ленточное шлифование; сложнопрофильные поверхности.

Widespread belt grinding hampered by the lack of definition of rational theory of fields of use, practical advice and techniques necessary to obtain the required accuracy and surface quality at the lowest cost. In this regard, the most important problem is the development of theoretical and technological bases of high-performance grinding abrasive belts.

Thus, the development of theory and methods for increasing the efficiency of the grinding abrasive belts based on receipt of the required product quality is an issue of concern.

The work carried out theoretical and experimental studies evaluating the accuracy and reliability of the results. The work was based on the fundamental principles of the theory of cutting, plasticity, thermal conductivity, as well as the provisions of modern engineering technology, dynamics and tribology technology systems with the use of mathematical statistics, probability theory and multivariate planning.

Key words: grinder; grain; belt grinding; surfaces of complex profile.

Багров В. А.

Формирование структуры и фазового состава износостойких сталей, легированных титаном

Целью работы явилось повышения качества и износостойкости наплавленного металла путем усовершенствования состава легирующих порошков за счет оптимизации содержания титана и углерода.

Эксперимент проводили автоматической наплавкой с применением опытных легирующих порошков под флюс АН-22 проволокой Св-08А. В качестве основных легирующих добавок использовали титан, хром, марганец.

Установлено, что наличие титана в количестве 1,6-2,0 % при содержании углерода 0,4-0,5 % позволяет получить безуглеродистую матрицу с карбидной упрочняющей фазой. Твердость наплавленного металла в сравнении с мартенситно-трооститной структурой снижается незначительно на 4...6 HRCэ.

Разработан состав наплавочных сталей для работы в условиях ударно-абразивного изнашивания для электродуговой наплавки инструмента, содержащий систему легирования Cr-Mn-Ti на основе железа (при незначительном содержании Mo и V) и обеспечивающий высокое качество металла шва.

Ключевые слова: титан; наплавка; карбиды; легированный порошок; структура.

Метою роботи стало підвищення якості та зносостійкості наплавленого металу шляхом удосконалення складу легуючих порошків за рахунок оптимізації змісту титану і вуглецю.

Експеримент проводили автоматичним наплавленням із застосуванням дослідних легуючих порошків під флюсом АН-22 дротом Св-08А. В якості основних легуючих добавок використовували титан, хром, марганець.

Встановлено, що наявність титану в кількості 1,6-2,0 % при вмісті вуглецю 0,4-0,5 % дозволяє отримати безвуглецеву матрицю з карбідної зміцнюючої фазою. Твердість наплавленого металу в порівнянні з мартенситно-трооститною структурою знижується незначно на 4...6 HRCэ.

Розроблено склад наплавочних сталей для роботи в умовах ударно-абразивного зношування для електродугового наплавлення інструменту, що містить систему легування Cr-Mn-Ti на основі заліза (при незначному вмісті Mo і V) і забезпечує високу якість металу шва.

Ключові слова: титан; наплавлення; карбіди; легований порошок; структура.

The aim of this work was to improve the quality and durability of the surfacing metal by improving the alloying of powders by optimizing the content of titanium and carbon.

The experiment was conducted by automatic surfacing with the use of experienced alloying powders under flux АН-22 by wire Св-08A. The main alloying elements used titanium, chromium, manganese.

It is established that the presence of titanium in the amount of 1.6 to 2.0 % when the content of carbon of 0.4-0.5 % allows to obtain carbon-free matrix with a carbide hardening phase. The hardness of the deposited metal in comparison with martensitic-troostite structure is reduced slightly to 4...6 HRC.

The developed composition alloying steels for operation under conditions of impact-abrasive wear for TIG welding tool containing the alloying system Cr-Mn-Ti iron-based (with a low content of Mo and V) and provide a high quality of weld metal.

Key words: titanium; surfacing; carbide; alloy powder; structure.

Багров В. А., Дерябкина Е. С.

Структура и свойства износостойких наплавочных вторичнотвердеющих сталей

Цель работы – повышение износостойкости и теплостойкости вторичнотвердеющих наплавочных сталей путем усовершенствования состава легирующих порошковых проволок с применением обесточенной присадки за счет оптимизации содержания титана, молибдена и хрома.

Методика экспериментирования включала: физико-механические, химические, металлографические исследования, испытания теплостойкости наплавленного металла порошковыми проволоками.

Установлено, что повышению теплостойкости сплавов системы Cr-Mn-Ti на основе железа способствует увеличение содержания карбидной фазы [TiC]; введение [Mo] стабилизирует значения твердости при повышенных температурах, повышает теплостойкость и твердость при дисперсионном твердении. Высокие показатели теплостойкости и износостойкости стали 20Х3Г9М5Т2С достигнуты за счет дополнительного диффузионного образования карбидной фазы при старении, повышения контактной прочности и микропластичности поверхностного слоя, значительного количества и равномерного распределения в объеме наплавленного металла карбидной фазы.

Разработан состав наплавочных порошковых проволок для восстановления штампового инструмента из инструментальных сталей типа 5ХНМ в условиях молекулярно-механического износа при повышенных температурах.

Ключевые слова: сталь; наплавка; износостойкость; теплостойкость; структура.

Мета роботи – підвищення зносостійкості і теплостійкості вториннотвердіючих наплавочних сталей шляхом удосконалення складу легуючих порошкових дротів із застосуванням знеструмленій присадки за рахунок оптимізації змісту титану, молібдену і хрому.

Методика експериментів включала: фізико-механічні, хімічні, металографічні дослідження, випробування теплостійкості наплавленого металу порошковими дротами.

Встановлено, що підвищення теплостійкості сплавів системи Cr-Mn-Ti на основі заліза сприяє збільшення вмісту карбідної фази [TiC]; введення [Mo] стабілізує значення твердості при підвищених температурах, підвищує теплостійкість і твердість при дисперсійному твердінні. Високі показники теплостійкості і зносостійкості сталі 20Х3Г9М5Т2С досягнуто за рахунок додаткового дифузійного утворення карбідної фази при старінні, підвищення контактної міцності і мікропластичності поверхневого шару, значної кількості і рівномірного розподілу в об'ємі наплавленого металу карбідної фази.

Розроблено склад наплавочних порошкових дротів для відновлення штампового інструменту з інструментальних сталей типу 5ХНМ в умовах молекулярно-механічного зношування при підвищених температурах.

Ключові слова: сталь; наплавлення; зносостійкість; теплостійкість; структура.

Purpose – the improvement of wear resistance and heat resistance secondary hardening surfacing of steels by optimization of composition of alloying flux-cored wires are de-energized with the use of additives for optimizing the content of titanium, molybdenum and chromium.

Methods of experimentation included: physical, mechanical, chemical, metallographic tests, test of heat resistance of deposited metal cored wires.

It is established that the increase of heat resistance of alloys of the system Cr-Mn-Ti iron-based contributes to the increase in the content of carbide phase [TiC]; introduction [Mo] stabilizes the hardness values at elevated temperatures, improves heat resistance and hardness of the dispersion hardening. High levels of heat resistance and wear resistance of steel 20Х3Г9М5Т2С achieved by additional diffusion of the carbide phase formation during aging, increasing the contact strength and microplasticity surface layer, a significant amount and uniform distribution in the volume of the deposited metal carbide phase.

Developed composition of surfacing flux-cored wires to restore the punching tools made of tool steel of the type 5ХНМ in terms of the molecular-mechanical wear at elevated temperatures.

Key words: steel; welding; wear resistance; heat resistance; structure.

Багров В. А., Дерябкина Е. С.

Технология наплавки обсечных штампов с обесточенной порошковой проволокой

Цель работы является усовершенствование технологии наплавки обсечных штампов путем подачи обесточенной порошковой проволоки в головную часть сварочной ванны. При этом состав обесточенной порошковой проволоки может соответствовать составу электродной порошковой проволоки.

Методологически работа выполнена следующим образом: на основе анализа литературных источников и производственных исследований изучены технологии и наплавочные материалы для наплавки штампов горячей обработки металла. Это позволило выявить особенности различных технологий наплавки штампов. Анализ применяемых технологий нанесения износостойких материалов показал, что они имеют как преимущества, так и недостатки. На основании этого были порошковые проволоки системы Cr-Mn-Mo-Ti и предложена технология их нанесения.

Установлено, что применение автоматической наплавки под флюсом с обесточенной присадкой в виде порошковой проволоки увеличивает коэффициенты наплавки на 55-69 %, снижает удельный расход флюса на 23-25 % и удельные затраты электроэнергии, долю участия основного металла в наплавленном до 11…14 %, повышает коэффициенты перехода легирующих элементов на 25-40 % по сравнению с одноэлектродной наплавкой.

Ключевые слова: сталь; наплавка; порошковая проволока; обесточенная присадка.

Метою роботи є удосконалення технології наплавлення відсічних штампів шляхом подачі знеструмленого порошкового дроту в головну частину зварювальної ванни. При цьому склад знеструмленого порошкового дроту може відповідати складу електродного порошкового дроту.

Методологічно робота виконана наступним чином: на основі аналізу літературних джерел і виробничих досліджень вивчені технології та наплавочні матеріали для наплавлення штампів гарячої обробки металу. Це дозволило виявити особливості різних технологій наплавлення штампів. Аналіз застосовуваних технологій нанесення зносостійких матеріалів показав, що вони мають як переваги, так і недоліки. На підставі цього були розроблені порошкові дроту системи Cr-Mn-Mo-Ti і запропонована технологія їх нанесення.

Встановлено, що застосування автоматичного наплавлення під флюсом з знеструмленою присадкою у вигляді порошкового дроту збільшує коефіцієнти наплавлення на 55-69 %, знижує питомі витрати флюсу на 23-25 % і питомі витрати електроенергії, частку участі основного металу у наплавленому до 11...14 %, підвищує коефіцієнти переходу легуючих елементів на 25-40 % порівняно з одноелектродним наплавленням.

Ключові слова: сталь; наплавлення; порошковий дріт; знеструмлена присадка.

The aim of this work is to improve the technology for surfacing of dies gate-type by filing a de-energized cored wire in the head part of the weld pool. The composition of the de-energized flux-cored wire may correspond to the composition of the electrode flux-cored wire.

Methodologically, the work is done in the following way: based on the analysis of literary sources and industrial research studied technology and surfacing materials for surfacing of dies, hot metal treatment. This allowed to identify the features of different technologies overlaying stamps. Analysis of the technologies of spraying of wear-resistant materials has shown that they have both advantages and disadvantages. Based on this, were cored wire of the system Cr-Mn-Mo-Ti and the technology of their application.

It is established that the use of the automatic welding under flux with the disconnected additive in the form of flux-cored wire increases the odds of surfacing 55-69 %, reduces specific consumption of flux at 23-25 % and specific energy consumptions, the share of base metal in the weld to 11...14 %, increases the transition rates of the alloying elements by 25-40 % compared to one-electrode welding.

Key words: steel; welding; flux-cored wire; the additive is de-energized.

Калин Н. А., Изотова К. А.

Исследование особенностей окисления углерода при сварке

Целью данного исследования явилось изучение особенностей окисления углерода, используемого в составе чугунного порошка в качестве раскислителя в электродных покрытиях ильменитового вида.

Скорость окисления графита в покрытии ильменитового вида в два раза ниже, чем углерода в Fe-C сплаве, что приводит к необходимости снижения его критического содержания в электроде. Поэтому невозможно полноценно использовать графит в качестве раскислителя в сварочных электродах данного вида.

Окисление углерода Fe-C сплава, имеет ряд отличительних особенностей. Он растворяется при плавлении порошка в его металлической основе и вступает в реакции обезуглероживания на стадии капли.

При использовании чугунного порошка, в количестве не превышающем критического для данной шлаковой системы, науглероживания наплавленного металла нет, что позволяет использовать его в качестве раскислителя.

Ключевые слова: дуга; чугун; сварка; электрод; окисление; капля.

Метою даного дослідження є вивчення особливостей окиснення вуглецю, що використовується у складі чавунного порошку в якості розкислювача в електродних покриттях ільменітового виду.

Швидкість окиснення графіту в покритті ільменітового виду у два рази нижче, чим вуглецю в Fe-C сплаві, що приводить до необхідності зниження його критичного вмісту в електроді. Тому неможливо повноцінно використовувати графіт у якості розкислювача у зварювальних електродах даного виду.

Окиснення вуглецю Fe-C сплаву, має ряд відмінних особливостей. Він розчиняється при плавленні порошку в його металевій основі і вступає в реакції зневуглецювання на стадії краплі.

При використанні чавунного порошку, у кількості не перевищуючому критичного для даної шлакової системи, навуглецювання наплавленого металу нема, що дозволяє використовувати його в якості розкислювача.

Ключові слова: дуга; чавун; зварювання; електрод; окиснення; крапля.

The aim of this study was to investigate the characteristics of oxidation of carbon to be used in the composition of iron powder as a deoxidizer in the electrode surfaces of the form of ilmenite.

The rate of oxidation of graphite in the coating in the form of ilmenite two times lower than carbon in Fe-C alloy, which leads to the need to reduce its content in the electrode is critical. Therefore, it is impossible to make full use of graphite as a deoxidizer in welding electrodes of this type.

The oxidation of carbon Fe-C alloy, has a number of distinctive features. It dissolves upon melting the powder in its base metal and reacts to the drops decarburization step.

When using iron powder in an amount of not exceeding critical for this slag system, carburizing weld metal is not present, it can be used as a deoxidizer.

Key words: arc; iron; welding electrode; oxidation; drop.

Ляпунов А. М.

Принципы работы портативных электронных твердомеров

Портативные электронные твердомеры нашли широкое применение для контроля твердости деталей, как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации. Большое разнообразие этих приборов сводится всего лишь к четырем принципам измерения твердости – по отскоку, по разности частот между собственной частотой колебаний алмазного индентора и частотой предварительно нагруженного алмазного индентора, определения твердости по величине электрического сопротивления специального алмазного индентора и реализующий метод визуализации отпечатка индентора. Наиболее широко многими фирмами и компаниями представлены портативные динамические твердомеры (ASTM A956-06), работающие по методу отскока (твердость по Леебу, HL) и ультразвуковые твердомеры (ASTM A1038), которые используют резонансно—импедансный метод измерения твердости (Ultrasonic Contact Impedance – UCI метод).

Уникальный метод Esa Test®, соответствующий DIN50 158 был разработан и запатентован фирмой Ernst (Швейцария).В настоящее время он применяется только в приборах этой компании. Принцип определения значения твердости по методу Роквелла (ЕN10109-3) был применен этой же фирмой благодаря запатентованному ими устройству, Большим шагом в развитии мобильных твердомеров стал выпуск твердомера, реализующий метод визуализации отпечатка индентора при измерения твердости материала по Виккерсу (TIV). Приведены основные марки современных портативных твердомеров и описаны принципы и методы измерения твердости , которые они используют.

Ключевые слова: индентор; метод; принцип; твердомер; твердость.

Портативні електронні твердоміри знайшли широке вживання для контролю твердості деталей, як в процесі виробництва, так і в процесі експлуатації. Велика різноманітність цих приладів зводиться всього лише до чотирьох принципів виміру твердості – по відскоку, по різниці частот між власною частотою коливань діамантового індентора і частотою заздалегідь навантаженого діамантового індентора, визначення твердості по величині електричного опору спеціального діамантового індентора та який реалізовує метод візуалізації відбитку індентора. Найширше багатьма фірмами та компаніями представлені портативні динамічні твердоміри (ASTM A956-06), що працюють по методу відскоку (твердість по Лєєбу, HL) і ультразвукові твердоміри (ASTM A1038), які використовують резонансно-імпедансний метод виміру твердості (Ultrasonic Contact Impedance – UCI метод).

Унікальний метод Esa Test®, відповідний Din50 158 був розроблений і запатентований фірмою Ernst (Швейцарія) .В теперішній час він застосовується лише в приладах цієї компанії. Принцип визначення значення твердості по методу Роквеллу (Еn10109-3) був застосований цією ж фірмою завдяки запатентованому ними пристрою, Великим кроком в розвитку мобільних твердомірів став випуск твердоміра, що реалізовує метод візуалізації відбитку індентора при виміри твердості матеріалу по Вікерсу (TIV). Приведені основні марки сучасних портативних твердомірів і описані принципи і методи виміри твердості, які вони використовують.

Ключові слова: індентор; метод; принцип; твердомір; твердість.

Electronic durometers found a wideuse for control of hardness of details, both in the process of production and in the process of exploitation. The large variety of these devices is taken just to four principles of measuring of hardness – on a rebound, on the difference of frequencies between the eigenfrequency of vibrations of the diamond-pointed pyramid and frequency of the preliminary loaded diamond-pointed pyramid, determinations of hardness on the size of electric resistance of the special diamond-pointed pyramid and realizing method of visualization of imprint of indenter.

Most widely many firms and companies are present dynamic durometers (ASTM A956-06), workings on the method of rebound (hardness on Leeb, HL) and ultrasonic durometers (ASTM A1038) which use the resonance-impedance method of measuring of hardness (Ultrasonic Contact Impedance – UCI method).

Unique method of Esa Test®, proper Din50 158 was developed and patented a firm Ernst (Switzerland).V present tense it is used only in the devices of this company. Principle of determination of value of hardness on the method of Rockwell (En10109-3) was applied the same firm due to the device patented by them, a stride in development of mobile durometers was become by the issue of durometer, realizing the method of visualization of imprint of indenter at measurings of hardness of material on Vickers (TIV). The basic brands of modern durometers are resulted and principles and methods are described measurings of hardness, which they use.

Key words: indenter; method; principle; durometer; hardness.

Малицкий И. Ф., Смирнов И. П.

Технологичность конструкции вал-шестерни экскаватора ЭКГ8

Метод модульного ремонта экономически нецелесообразен в случае, если ремонт вызван выходом из строя трудоемких и материалоемких деталей, себестоимость изготовления которых достаточно высока. Целью данной статьи является развитие одного из принципов конструирования крупногабаритных деталей машин для улучшения качества проектируемого изделия, а именно – повышение его ремонтопригодности и выявления наиболее технологичных решений для реализации этого принципа. Один из путей снижения себестоимости ремонта – заранее проектировать деталь составной с возможностью замены только той части, которая подвергается износу.

Рассмотрены проблемы создания ремонтопригодных конструкций машин и проведения ремонтных работ. Получили дальнейшее развитие принципы конструирования крупногабаритных деталей машин и оборудования для улучшения качества проектируемого изделия. Выявлены наиболее технологичные и экономичные решения для реализации принципа ремонтопригодности.

Предложена более технологичная и экономичная сборная конструкция вал-шестерни экскаватора ЭКГ8 на основе сборки вала с шестерней методом термического воздействия – нагревом шестерни в индукторе токами промышленной частоты.

Ключевые слова: технологичность; ремонт; ремонтопригодность; крупногабаритные детали; трудоемкость; материалоемкость; вал; шестерня; экскаватор; индукционный нагрев; натяг; прочность; контактное давление.

Метод модульного ремонту економічно недоцільний у разі, якщо ремонт викликаний виходом з ладу трудомістких та матеріаломістких деталей, собівартість виготовлення яких досить висока. Метою даної статті є розвиток одного з принципів конструювання великогабаритних деталей машин для поліпшення якості проектованого виробу, а саме – підвищення його придатності ремонту та виявлення найбільш технологічних рішень для реалізації цього принципу. Один із шляхів зниження собівартості ремонту – заздалегідь проектувати деталь складовою з можливістю заміни тільки тієї частини, яка піддається зносу.

Розглянуто проблеми створення придатних до ремонту конструкцій машин і проведення ремонтних робіт. Отримали подальший розвиток принципи конструювання великогабаритних деталей машин та устаткування для поліпшення якості проектованого виробу. Виявлено найбільш технологічні та економічні рішення для реалізації принципу ремонтопридатності.

Запропонована технологічна і економічна збірна конструкція вал-шестерні екскаватора ЭКГ8 на основі складання валу з шестірнею методом термічного впливу – нагрівом шестерні в індукторі струмами промислової частоти.

Ключові слова: технологічність; ремонт; ремонтопридатність; великогабаритні деталі; трудомісткість; матеріаломісткість; вал; шестерня; екскаватор; індукційний нагрів; натяг; міцність; контактний тиск.

Method of module repair is economically feasible if the repair is caused by the failure of the labor-intensive and material-intensive parts of the manufacturing cost which is quite high. The purpose of this article is the development of one of the design principles, large-sized machine parts to improve the quality of a designed product, namely, increasing the suitability of repair and identify technological solutions to implement this principle. One of the ways to reduce the cost of repairs – pre-engineering part with the possibility of replacing only the part that is subject to wear and tear.

Considered the problem of creating suitable for the structural repair of machinery and repair work. Further development of design principles of large parts of machines and equipment to improve the quality of a designed product. The most technologically advanced and economical solutions for the implementation of the principle of maintainability.

Offered more technologically advanced and economical design shaft gear excavator EKG-8 on the basis of the shaft compound with a gear by the method of thermal effects – heating of the gears in the inductor currents of industrial frequency.

Key words: workability; repair; maintainability; large parts; labor intensity; material consumption; shaft; gear; excavator; induction heating; tightness; durability; contact pressure.

Николенко Л. В.

Влияние теплового метода сборки деталей на прочность соединения из разнородных материалов

Сборка с нагревом – тепловая сборка – применима практически во всех случаях, при которых необходимая температура нагрева обеспечивает сохранение физико-механических свойств металла детали. В зависимости от вида производства (индивидуальное, серийное и т. д.) детали нагревают в масляных ваннах, электропечах сопротивления, индукционных установках и др. Несовершенным способом является нагрев пламенем, а наиболее эффективным – индукционный, токами промышленной частоты.

Характерной особенностью технологического процесса сборки соединений из разнородных материалов с использованием теплового воздействия является обеспечение их прочности в процессе эксплуатации и исключении пластической деформации в результате различных коэффициентов линейного расширения.

Упрочнение материала при его деформировании за пределом пропорциональности, происходящем вследствие увеличения натяга положительно влияет на износостойкость детали.

Особый интерес представляет сборка соединений типа подшипников скольжения, где, как известно, детали узла собираются из разнородных материалов, имеющий разный коэффициент линейного расширения.

Ключевые слова: соединение деталей; зазор; натяг; разнородные материалы.

Складання з нагрівом – теплова збірка – застосовується практично у всіх випадках, при яких необхідна температура нагріву забезпечує збереження фізико-механічних властивостей металу деталі. В залежності від виду виробництва (індивідуальне, серійне і т. д.) деталі нагрівають в масляних ваннах, електропечах опору, індукційних установках та ін. Недосконалим способом є нагрів полум’ям, а найбільш ефективним – індукційний, струмами промислової частоти.

Характерною особливістю технологічного процесу складання з’єднань з різнорідних матеріалів з використанням теплового впливу є забезпечення їх міцності в процесі експлуатації та виключення пластичної деформації внаслідок різних коефіцієнтів лінійного розширення.

Зміцнення матеріалу при його деформуванні за межею пропорційності, що відбувається внаслідок збільшення натягу позитивно впливає на зносостійкість деталі.

Особливий інтерес представляє складання з’єднань типу підшипників ковзання, де, як відомо, деталі вузла збираються з різнорідних матеріалів, має різний коефіцієнт лінійного розширення.

Ключові слова: з’єднання деталей; зазор; натяг; різнорідні матеріали.

Assembly with heat – heat build – applicable in virtually all cases in which the required heating temperature ensures the preservation of physico-mechanical properties of metal parts. Depending on the production type (individual, serial, etc.) products are heated in an oil bath, the electric resistance furnace, induction units, etc. Imperfect way is the heating flames, and the most effective – induction, currents of industrial frequency.

A characteristic feature of technological process of Assembly joints of dissimilar materials using the heat exposure is to ensure their strength during operation and the exclusion of plastic deformation as a result of different coefficients of linear expansion.

Hardening of a material during its deformation beyond the limit of proportionality that occurs due to an increase in preload has a positive effect on the wear resistance of the part.

Of particular interest is the assemblage of connections, type of bearings, where, as you know, the parts of the unit are assembled from dissimilar materials having different coefficient of linear expansion.

Key words: connection details; gap; tension; heterogeneous materials.

Резниченко Н. К., Плетнев Д. А.

Типизация конструкции индукторов

В статье рассмотрены вопросы создания индукционных нагревателей обеспечивающих сборку разборку соединений с натягом при одновременном энергосбережении и обеспечении государственной программы по повышению экологичности технологических процессов.

В определенной степени решением задачи создания различной мощности, является правильный выбор типа и формы индуктора, формы и количества магнитопроводящих конфигураторов электромагнитного поля, управление режимом нагрева путем регулирования мощности и периодичности включения индуктора (индукторов), изменением частоты тока.

Вторым направлением создания типовых конструкций нагревательных систем, является анализ и систематизация технологических решений, проектирование оптимального для данных производственных условий процесса изготовления деталей, разработка типовых технологических схем сборки и разборки многоэлементных сборочных единиц, учитывающих способ базирования, последовательность и направления движения детали, наличие силового воздействия.

Ключевые слова: индукционный нагреватель; сборка; разборка; натяг.

У статті розглянуто питання створення індукційних нагрівачів забезпечують збірку розбирання з’єднань з натягом при одночасному енергозбереженні та забезпеченні державної програми з підвищення екологічності технологічних процесів.

Певною мірою рішенням задачі створення різної потужності, є правильний вибір типу і форми індуктора, форми та кількості магнітопровідних конфігураторів електромагнітного поля, управління режимом нагріву шляхом регулювання потужності і періодичності включення індуктора (індукторів), зміною частоти струму.

Другим напрямом створення типових конструкцій нагрівальних систем, є аналіз і систематизація технологічних рішень, проектування оптимального для даних виробничих умов процесу виготовлення деталей, розробка типових технологічних схем збирання та розбирання багатоелементних складальних одиниць, що враховують спосіб базування, послідовність і напрями руху деталі, наявність силового впливу.

Ключові слова: індукційний нагрівач; збірка; розбирання; натяг.

In the article the questions of creation of induction heaters provide Assembly and disassembly of preloaded joints with a simultaneous energy saving and implementation of the state program on improving environmental processes.

To a certain extent, the creation of different capacity, is the correct choice of type and shape of the inductor, shape and number of the magnetically conductive configurators electromagnetic field, control heating mode by adjusting the power and frequency of inclusion of the inductor (inductors) the change of the frequency of the current.

The second direction of creating standard designs heating systems is the analysis and systematization of technological solutions, design data for optimum operating conditions of the process of the manufacture of parts, development of standard technological schemes of Assembly and disassembly of multi-element Assembly units, according to the method of basing the sequence and direction of motion of the part, the presence of impact forces.

Key words: induction heater; assembly; disassembly; tightness.

Романов С. В.

Выбор способа сборки и разборки соединения с натягом в зависимости от требуемой температуры термовоздействия

Неотъемлемым атрибутом почти каждого агрегата в машиностроении являются соединения с гарантированным натягом. Рассматривая технологии сборки и разборки соединений с натягом при их создании и ремонте, приходится учитывать целый ряд факторов: технологических (сборка, разборка), конструктивных (габариты, материал, конфигурация деталей соединения, расположение разбираемого узла относительно других элементов установки), а также некоторые особенности, свойственные выбранному способу сборки или разборки, которые могут накладывать определённые ограничения.

Для технологии сборки и разборки соединений с использованием термовоздействия таким определяющим фактором является допустимая температура нагрева охватывающей детали, которая может ограничиваться физико-химическими свойствами материала последней.

В статье приведен анализ зависимости допустимой температуры нагрева от основных параметров, характеризующих соединение с натягом: номинального размера и наибольшего натяга (посадки). Рассмотрены наиболее распространённые посадки предпочтительного применения.

Ключевые слова: разборка соединений; индуктор; индукционный нагрев; технология.

Невід’ємним атрибутом майже кожного агрегату в машинобудуванні є з’єднання з гарантованим натягом. Розглядаючи технології збирання та розбирання з’єднань з натягом при їх створенні і ремонті, доводиться враховувати цілий ряд факторів: технологічних (збірка, розбирання), конструктивних (габарити, матеріал, конфігурація деталей з’єднання, розташування розглядуваної вузла щодо інших елементів установки), а також деякі особливості, властиві обраному способу збирання або розбирання, які можуть накладати певні обмеження.

Для технології збирання та розбирання з’єднань з використанням термовпливу таким визначальним фактором є допустима температура нагріву деталі, що охоплює, яка може обмежуватися фізико-хімічними властивостями матеріалу останньої.

У статті наведено аналіз залежності допустимої температури нагріву від основних параметрів, що характеризують з’єднання з натягом: номінального розміру і найбільшого натягу (посадки). Розглянуто найбільш поширені посадки переважного застосування.

Ключові слова: розбирання з’єднань; індуктор; індукційний нагрів; технологія.

An essential attribute of nearly every unit in the engineering industry are the compounds with the guaranteed tightness. Considering the technology of assembly and disassembly of connections with a tightness in their creation and maintenance, it is necessary to take into account a number of factors: technological (assembly, disassembly), design (size, material, configuration, connection details, the location of the parsed node relative to other installation elements), as well as some of the features inherent to the selected process for assembling or disassembling, which may impose certain restrictions.

For processes using such a thermal influence determining factor is the temperature of heating parts, which may be limited to physico-chemical properties of the material details.

The article examines how the heating temperature depends on the basic parameters of the connection with the guaranteed tightness: the nominal size and the maximum a tightness (planting). Examined the most common planting preferred application.

Key words: disassembly of compound; inductor; induction heating; technology.

Фролов Е. А., Пирнат А. М., Кравченко С. И., Дерябкина Е. С.

Исследование условий эксплуатации универсальных сборных переналаживаемых приспособлений для производства крупногабаритных сварных конструкций

Представлены результаты исследования эксплуатации УСРПС для производства металлоемких крупногабаритных сварных изделий. Установлено, что базовые плиты являются наиболее нагруженными деталями обратимых приспособлений для сборочно-сварочных работ. Анализ схем компоновок УСРПС позволил установить характерные схемы силового взаимодействия в них и расчётные схемы нагружения базовых плит и опорно-корпусных деталей. Определены рациональные параметры и размеры базовых плит.

Рассчитана величина усилия, необходимого для упругого деформирования заготовок сварных изделий перед сваркой, которая находится в пределах Pупр=0,5÷35,0 кН, по этой нагрузке рассчитываются прижимные элементы УСРПС. Рассчитаны наибольшие величины пассивных горизонтальных и активных вертикальных усилий, возникающих в компоновках. Установлено, что критериями работоспособности базовых плит являются: прочность общая и местная, жесткость и стабильность геометрических размеров УСРПС в течении длительного срока эксплуатации, деформации базовых поверхностей технологической оснастки должны соответствовать 7-й степени точности по плоскостности в зависимости от их длины.

Ключевые слова: сварка; сборка; приспособление; базовые детали; усилие; напряжение; деформации; работоспособность.

Представлені результати дослідження експлуатації УСРПС для виробництва металомістких великогабаритних зварних виробів. Встановлено, що базові плити є найбільш навантаженими деталями оборотних пристосувань для складально-зварювальних робіт. Аналіз схем компонувань УСРПС дозволив встановити характерні схеми силової взаємодії в них і розрахункові схеми навантаження базових плит і опорно-корпусних деталей. Визначено раціональні параметри і розміри базових плит. Розрахована величина зусилля, необхідного для пружного деформування заготівок зварних виробів перед зварюванням, яка знаходиться в межах Pупр=0,5÷35,0 кН, з цього навантаження розраховуються притискні елементи УСРПС. Розраховані найбільші величини пасивних горизонтальних і активних вертикальних зусиль, що виникають в компоновках. Встановлено, що критеріями працездатності базових плит є: міцність загальна і місцева, жорсткість і стабільність геометричних розмірів УСРПС протягом тривалого терміну експлуатації,  деформації базових поверхонь технологічного оснащення повинні відповідати 7-му ступеню точності на площинність в залежності від їх довжини.

Ключові слова: зварювання; складання; пристосування; базові деталі; зусилля; напруга; деформації; працездатність.

The results of the study UМRDW operation for the production of large-size metal-welded products. It was found that the base plates are the most stressed parts of reversible devices for assembly and welding. Analysis circuits layouts UМRDW possible to establish specific schemes force interaction in them, and the calculated basic circuit boards and load-supporting body parts. The rational parameters and dimensions of the base plate.

Calculated amount of force necessary for elastic deformation of workpieces before welding  weldments, which is within Pupr=0,5÷35,0 kN load are calculated for this pressure elements UМRDW. Greatest value calculated horizontal passive and active vertical forces arising in layouts. It is established that the criteria underlying health boards are: general and local strength, rigidity and stability of the geometrical sizes UМRDW for a long service life, deformation tooling base surfaces must conform 7th flatness degree of accuracy, depending on their length.

Key words: welding; assembly; device; base member; effort; stress; strain; performance.

Яценко Л. О.

Показники і властивості матеріалів плоского офсетного друку, їх вплив на якість друкованої продукції

Розглянуто питання впливу таких матеріалів як друкарський папір, фарба, зволожувальний розчин на процес друкування і якість друкованої продукції. Будь-яке зображення не важко віддрукувати. Набагато важче забезпечити стабільність оптичної щільності відбитка в усьому тиражі. Стабільне тривале друкування можливе тільки при збалансованому подаванні зволожувального розчину і фарби, але утримати оптимум їх подачі – непросто. Оптимум подачі фарби і зволожувального розчину в офсетного друку доводиться шукати щоразу наново при зміні матеріалу, що запечатується, фарби, зволожувального розчину і виду друкованої продукції.

Для запобігання проблеми порушення балансу «фарба – вода» необхідне більш детальне вивчення складових зволожувального розчину і фарби та їх взаємодію.

Досліджено вибір матеріалів (паперу, фарби, зволожувального розчину), які повністю відповідають один одному.

Розглянуто значущість впливу тих чи інших матеріалів на якість друкованої продукції, кожен з яких, незаперечно, має право на серйозне вивчення і удосконалення методів, способів і технології використання.

Ключові слова: друкована продукція; друкарська фарба; зволожувальний розчин; баланс «фарба – вода»; емульгування друкарської фарби; друкарська форма.

Рассмотрен вопрос влияния таких материалов как печатная бумага, краска, увлажняющий раствор на процесс печатания и качество печатной продукции.

Любое изображение нетрудно отпечатать. Гораздо труднее обеспечить стабильность оптической плотности оттисков во всем тираже. Стабильная продолжительная печать возможна только при сбалансированной подаче увлажняющего раствора и краски, но удерживать оптимум их подачи – непросто. Оптимум подачи краски и увлажняющего раствора в офсетной печати приходится искать каждый раз заново при смене запечатываемого материала, краски, увлажняющего раствора и вида печатной продукции.

Для предупреждения проблемы нарушения баланса «краска – вода» необходимо более детальное изучение составляющих увлажняющего раствора и краски, их взаимодействию.

Исследовано выбор материалов (бумаги, краски, увлажняющего раствора), которые полностью отвечают друг другу.

Рассмотрена значимость влияния тех или иных материалов на качество печатной продукции, каждый из которых бесспорно имеет право на серьезное изучение и усовершенствование методов, способов и технологии использования

Ключевые слова: печатная продукция; печатная краска; увлажняющий раствор; баланс «краска – вода»; эмульгирование печатной краски; печатная форма.

Considered the influence of materials such as printing paper, ink and moisturizing solution on printing process and the quality of printed products. Any image is not difficult to imprint; it’s much more difficult to ensure the stability of the optical density of the print in the print circulation throughout. Stable long-term printing is possible with a balanced supply of moisturizing solution and ink only, but it is difficult to keep the optimum of their submission. The optimum of ink supply and moisturizing solution in offset printing must be searched for every time when changing the printing material, ink, moisturizing solution and print products.

To prevent the problem of imbalance “paint – water” needs a more detailed study of the components of moisturizing solution and ink and their interaction.

Researched the choice of materials (paper, ink, fountain solution), that fully match.

Considered the importance of the influence of certain materials on the quality of printed products, each of which undeniably has the right to serious study and improvement of methods, techniques and technologies of usage.

Key words: printed matter, ink, fountain solution, the balance of "paint - water" emulsification of the printing ink, the printing plate.