УЛЬТРАДЫБЫСТЫҚ БҰРАЛМАЛЫ ТЕРБЕЛІСТЕРДІ ҚОЛДАНА ОТЫРЫП ӘРЛЕП-ҚАТАЙТЫП ӨҢДЕУ ЖҰМЫСТАРЫ

УДК 621.088

Ақаев А.А.,Омаров К.М. (ШҚТУ магистранттары –19-МТМк-2п),

ғылыми жетекші - т. ғ. к., ШҚТУ доценті Комбаев К.К.

УЛЬТРАДЫБЫСТЫҚ БҰРАЛМАЛЫ ТЕРБЕЛІСТЕРДІ ҚОЛДАНА ОТЫРЫП ӘРЛЕП-ҚАТАЙТЫП ӨҢДЕУ ЖҰМЫСТАРЫ

Аннотация. Жұмыста ультрадыбыстық тербелістердің көмегімен бөліктің беткі қабатын беріктендіру мәселелері қарастырылған. Ультрадыбыстық бойлық-айналмалы тербелістерді қалыптастыру үшін әзірленген құрылғы сипатталған, бұл бөлшектердің беткі қабаттарының қасиеттерін айтарлықтай өзгертуге мүмкіндік береді.

Негізгі бөлімі.

Сорғы (ВН-1МГ) білігі соңғы қақпақтарда орналасқан екі шарикті мойынтіректерде айналады.

Мойынтіректер бір жағынан оң жақ подшипниктің қақпағымен , екінші жағынан — тығыздаманың корпусымен қысылған. Көрсетілген бөлшектердің бұрандалы тесіктеріне май құбыры қосылады.

Бір-біріне қатысты 180° ығыстырылған эксцентриктер білікке бекітілген. Білік электр қозғалтқышымен сына белдігін беру арқылы қозғалады.

Сорғы білігінің бір айналымында ауаны немесе газды плунжермен айдау циклы келесідей:

Эксцентрик айналған кезде, поршень өзінің цилиндрлік бөлігін сағат тілімен жылжытады, ротор камерасында орналасқан ауаны немесе газды плунжердің сол жағында қысады.

Сорғыда айналу сәті негізгі білік арқылы эксентрикке беріледі. Біліктің аналуды және айналдыру сәтін беру елементі ретінде шпонкалық кинематикалық жұп болып табылады, оған ең үлкен жүктеме арттылады. Шпонкалық ойық кеңейіп кеткен жағдайда күрделі жөндеуді қажет етеді. Жөндеу барысында техникалық талаптарға сай бөлшектің беріктігін арртыру қажет.

Беріктендірудің ең тиімді және үнемді түрлерінің бірі-беттік пластикалық деформация (БПД), бұл құрылымдық материалдардың ықтимал қасиеттерін нақты бөлшектерде, әсіресе кернеу концентраторлары бар күрделі формадағы егжей-тегжейлерде толық жүзеге асыруға мүмкіндік береді [1]. БПД-да туындайтын мәселелерді шешудің тиімді әдістерінің бірі ультрадыбыстық тербелістердің қабаттасуы болып табылады, бұл ультрадыбыстық жиіліктің гармоникалық тербелістерімен жоғары энергиялық әсер ету арқылы бөлшектердің беткі қабаттарының қасиеттерін едәуір өзгертуге, қалыптасатын беттің микрогеометриясын, оның қаттылығын, деформацияның қатаю дәрежесін бақылауға, сонымен қатар тұрақты микрорельеф алуға мүмкіндік береді [2]. Жиіліктегі 18-23 кГц ультрадыбыстық тербелістерді бір мезгілде қолдану арқылы тұрақты қысыммен құралдың (индентордың) статикалық күші әсерінен үтіктеуге ұшырайды. Бұл құрылғының дизайны стандартты элементтерді пайдалануға және оны жабдықты қайта орнатуға және әмбебап станоктарды пайдалануға қосымша заттарсыз қолдануға мүмкіндік береді. Құрылғыны станоктың суппортына орналастыруға болады, ал өңделетін бөлікті патронына орнатады [3].

Әзірлеген ультрадыбыстық құрылғы, 1 Сурет, беттердің микрорельефін қалыптастыру үшін ұсынылады. Құрылғыда 5 концентраторы бар, оның шығыс жағында деформацияланатын элемент орналасқан – 2 шар, ол өңделетін бетке әсер етеді 1. Ультрадыбыстық тербелістерді қоздыру үшін 5 концентраторы мен 6 қарсы салмағы арасындағы 7 шпилька және 8 гайкамен қысылған 3 пакеттік пьезокерамикалық түрлендіргіш қолданылады. 4 көлбеу ойықтары концентратордың бүйір бетінде жасалынған, бұл деформация элементінің бойлық-айналмалы тербелістерін қоздыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, Деформацияланатын элемент концентраттың осіне қатысты ығыстырылады, бұл дайындаманың бетіне діріл әсерінің күрделі траекториясын қалыптастыруға әкеледі [4].

1 Сурет - Ультрадыбыстық өңдеуге арналған құрылғы сұлбасы.

Беріктікке арналған ультрадыбыстық құрылғыда келесідей жұмыс істейді;

5 түрлендіргіші 18-23 кГц және амплитудасы 10-20 мкм дейін бойлық ультрадыбыстық тербелістерді қоздырады [5]. Тербеліс түрлендіргіші 5, мысалы, ЦТС-19 типті осьтік поляризация пьезокерамика шайбаларынан пакеттік пьезокерамикалық түрлендіргіш негізінде жасалуы мүмкін. Тербеліс түрлендіргіші жасаған ультрадыбыстық бойлық тербелістер 5 концентратқа 3 беріледі.

Деформацияланатын элементтің конценратордың шығыс ұшының центріне қатысты өңделген цилиндрлік бөліктің осьтік сызығына перпендикуляр жылжуы көрсетілген, 2 Сурет.

Деформациялаушы элементтің, концентратор осіне қатысты деформациялаушы элементтің Sv-ығысуы, айналғыш тербелістердің rd-амплитудасы бөлшектің осіне қатысты деформациялаушы элементтің ығысу бұрышы, ал P – құрал V1 уақыт бірлігі ішінде қозғалатын бұрыш, 0-бағыт-бөлшектің абсцисса осінен айналу қозғалысының траекториясының осіне қатысты ығысудың шеткі сол жақ нүктесіне дейінгі бұрыш.

Сорғы (ВН-1МГ) білігін жөндеп қалпына келтіру үрдісінде шпонкалық ойықты балқыма мен толтырылады. Пісіріп толтыру кезінде Т~1300-1400 °С, білік басын босатып жібереді. Шпонкалық ойықтың орнынан бұрып жаңа ойық фрезерлік жонылады. Ультрадыбыстық өңдеу арқылы жергілікті беріктендіріп және беттік тегістігін ұлғайтуға мүмкіндік береді.

2 Сурет – Ультрадыбыстық өңдеудің көлденең қимасындағы көрініс.

Әзірленген ультрадыбыстық құрылғының жұмысы есептеулер нәтижесінде айналмалы денелер түріндегі бөлшектерді әрлеу мен өңдеудің жоғары тиімділігін көрсетті [6]. Келтірілген зерттеу әдістемесіне сәйкес, 3 суретте, өңдеу режимдерінің болат 45 микроқаттылығына әсері зерттелді:

3 Сурет – Ультрадыбысты беріктенген білік үлгісінің қаттылығын өлшеу нәтижелері.

Қаттылық орташа мәндер параметрінің 23 НRC-ға артуымен микротұрақтылық НRC = 17-20-ден НRC = 40-42-ге дейін артады.

Өңделген беттің микроқаттылығының өзгеруін сипаттайтын жалпы өлшем ретінде деформацияның орташа жылдамдығы таңдалды.

Сурет 4-те графикті талдау көрсеткендей, L200-2800 mkm диапазонындағы орташа деформация жылдамдығының жоғарылауы өңделген беттің микроқаттылығының жоғарылауына әкеледі.

4 Сурет - Ультрадыбыстық өңдеуден кейінгі 45 болат бетінің қаттылығының ұлғайуы.

Ұсынылған әзірлеменің техникалық нәтижесі (сурет 3) олардың пайдалану сипаттамаларын арттыру, өңделетін беттің сапасын жақсарту, оның жұмысының сенімділігі мен беріктігін арттыру, өңдеу ұзақтығын жасыру үшін бөлшектердің ультрадыбыстық әрлеуінің тиімділігін арттыру және технологиялық мүмкіндіктерін кеңейту болып табылады [7].

Ультрадыбыстық өңдеу бөліктің бастапқы бетінің кедір-бұдырлығын азайтады және қалдық қысу кернеуін қалыптастырады, бетінің микроқаттылығын арттырады және модификацияланған қабаттың тереңдігіне қолайлы үлестіруді қамтамасыз етеді, май қалталары үшін оңтайлы микрорельефті қалыптастырады, нәтижесінде машина бөлшектерінің тозуға төзімділігін, циклдік беріктігін және сенімділігін арттырады

12 Следующая ⇒