Рисунок 3 – Схематическое изображение распределения контактного давления

Применение переходных посадок при изготовлении подшипника предполагает вероятность получения на рабочих поверхностях, как натяга, так и зазора, что противоречит первому условию повышения устойчивости безызносного трения. Применение переходных посадок (с использованием селективной сборки) можно было бы считать правильным, если бы вкладыш представлял собой сплошное твердое тело.

В нашем подшипнике для возвратно-вращательного движения вкладыш представляет собой пружину, сечение которой может быть как круглым, так и квадратным, прямоугольным или иметь другую форму, например круг с параллельно срезанными сегментами. Это необходимо для того, чтобы изменять как нагрузочную способность подшипника, так и коэффициент трения в нем.

Максимальная нагрузочная способность будет у подшипника с квадратным или прямоугольным сечением пружинного вкладыша, а минимальный коэффициент трения у вкладыша с круглым сечением. Надо учитывать также, что пружинный вкладыш, при сдавливании с торцов будет несколько изменять свои наружный и внутренний диаметры. Причем они оба будут увеличиваться, что приведет к изменению посадок на рабочих поверхностях.

Сдавливание вкладыша предлагается использовать для подрегулирования подшипника при износе его рабочих поверхностей. Все это предполагает другой подход при назначении посадок на рабочих поверхностях подшипника.

Обсуждение результатов исследования и заключение. Решена проблема повышения качества и эксплуатационных характеристик подшипников качения за счет совершенствования технологии финишной абразивной обработки с оформлением заданных физико-механических свойств их рабочих поверхностей применением триботехнологий, а также за счет конструктивно-технологических особенностей подшипников скольжения с реализацией установленных триботехнологичесих механизмов и закономерностей в эксплуатаций.

Выводы:

1. 
   Раскрыта идентичность механизмов процессов финишной обработки и эксплуатации опор качения и скольжения, заключающаяся в активации рабочих поверхностей микропластической деформацией и формировании псевдоструктур, на основании которой разработаны методы, позволяющие на стадии финишной обработки обеспечить такой механизм съема металла с рабочих поверхностей, который продолжится в эксплуатации и минимизирует износ и потери энергии. На этой основе, и в комбинации с другими трибологиическими эффектами разработан, теоретически обоснован и экспериментально проверен подшипник скольжения повышенной долговечности с подвижным пружинным вкладышем, конструкция которого защищена патентом, а также разработана методика его расчета.
   
2. 
   Такой подшипник характеризуется совместно действующими условиями и дополнительными эффектами:
   

• 
  установлением на рабочих поверхностях натяга вместо зазора для активации их пластической деформацией и подавлением (ограничением) на них окислительных процессов;
  
• 
  эффект снижения адгезионной составляющей трения (трения покоя);
  

• 
  частичная реализация идей Н. Е. Жуковского «о движении без трения» (вращением промежуточной опоры) без использования для этого внешнего источника энергии за счет внутренней энергии трения.
  

1. 
   Костетцкий, Б. И. Трение, смазка и износ в машинах / Б. И. Костетцкий. Киев: Техника. – 1970. – 396 с.
   

2. 
   Ковалев, М. П. Опоры приборов / М. П. Ковалев, И. М. Сивокопенко, К. М. Явленский. – М. : Наука. – 1996. – 205 с.
   

3. 
   Куранов, В. Г. Фрикционная непроводимость слаботочных контактов / В. Г. Куранов / Саратов : изд. Сарат. гос. техн. ун-т. – 1996. – 60 с.
   

УДК: 669.162. 266. 232. 4

Железорудная отрасль Республики Казахстан имеет хорошо развитый горнодобывающий комплекс, способный ежегодно добывать порядка 70 млн. т. руды. Наиболее крупные горнодобывающие предприятия республики – Соколово-Сарбайский и Лисаковский горно-обогатительные комбинаты. Обеспеченность запасами действующих крупных предприятий высокая, по большинству из них – свыше 100 лет. Крупными потребителями товарной железной руды являются ближайшие соседи Китай и Россия. Из-за неравномерного размещения железорудных месторождений крупнейшие российские предприятия: Магнитогорский, Челябинский, Орско-Халиловский комбинаты покрывают дефицит в товарной руде частично за счет Казахстана (6-7 млн. т.) [1]. Республика Казахстан по разведанным запасам товарной железной руды, и по действующим мощностям по добыче и обогащению этих руд, может обеспечить надежное снабжение сырьем в больших обьемах наших ближайших соседей.

Во второй половине 80-х годов прошлого столетия в мире стал замечаться четкий рост добычи руд с низким содержанием железа. Это было связано с тем, что концентрация железа в разведанных железорудных месторождениях постоянно падала, и сейчас для получения одной тонны товарной продукции в ведущих странах – производителях чугуна и стали требуется в 2…2.2 раза больше сырой руды. Если раньше в доменном производстве основным видом сырья была необогащенная руда, и только около одного процента подвергалось агломерации, в настоящее время производство окускованной продукции составляет более 82 % от общего производства железных руд.

Повысились требования и к товарной руде. Если в 50-х годах прошлого века товарной считалась руда с минимальным содержанием железа 46…49 %, то в настоящее время – не менее 52…53 %. В связи с ростом требований к товарной руде обогащению стали подвергаться и богатые руды с содержанием железа 45…50 %, из которых стали получать суперконцентраты с содержанием железа 60…68 %. С ростом потребления стали и чугуна в мире железные руды, требующие обогащения в настоящее время 80 % товарного производства. Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, что ритмичного обеспечения черной и цветной металлургии сырьем по всему миру требуется увеличение объемов обогащения руд, наиболее трудоемкой операцией которого является процесс измельчения. Процесс измельчения осуществляется мелющими телами, которые работают в условиях интенсивного изнашивания при высоких ударных нагрузках и на их производство тратится около 3…5 % мирового производства металлопродукции [2].

Акционерное общество «КазАрмапром», в настоящее время, является одним из промышленных предприятий нашей области, работающих на полную мощность. В прежние годы на предприятии выпускались вентили, обратные подъемные клапаны, термодинамические конденсатоотводчики, поворотные дисковые затворы. Программа выпускаемой продукции исчислялась сотнями тысяч штук в месяц, а число потребителей этой продукции доходило до 5,5 тысяч, в том числе часть продукции шла на экспорт.

С переходом экономики республики на рыночные рельсы и распадом старых связей, предприятие столкнулось с известными трудностями, которые завод решает налаживанием связей с новыми потребителями, изменением номенклатуры и программы выпускаемых изделий. За эти годы редприятию удалось заключить договора на поставку продукции в АО «Казахмыс», с медеплавильным комбинатом г. Рудного, с Риддером (золоторудные рудники). В настоящее время АО «КазАрмапром» поставляет помольные шары предприятиям-производителям металлургического сырья в Республике Казахстан. Шары не гостируются, но для их производства разработаны технические условия, которые определяют номинальный диаметр, условный диаметр, предельные отклонения по номинальному диаметру, расчетный номинальный объем и расчетную номинальную массу. Допускаемые отклонения массы, по второму классу точности отливок по ГОСТ 26.645-85.

Помольные шары применяются при добыче и помоле полиметаллических руд, угля, при производстве цемента, сухих смесей, силикатного кирпича. Для осуществления процесса помола применяются различные мельничные устройства, в которых используются принципы удара, раскалывания, раздавливания и истирания. В зависимости от этого мельничные устройства подразделяются на быстроходные: мельницы-вентиляторы МВ; молотковые мельницы ММ; средне-ходовые СМ; тихоходные шаровые барабанные мельницы ШБМ.

Основной недостаток этих устройств – быстрый износ плит и бил, и необходимость их замены через 300-600 часов работы.

В мельницах кратность измельчения, т.е. отношение размеров куска до измельчения и после, доходит до 200…500. Так, например, если кусок исходного продукта диаметром 20 мм необходимо раздробить на частицы диметром 400 мкм, суммарная поверхность пылинок будет в 500 раз больше поверхности исходной частицы.

Наибольший интерес представляет работа шаровой барабанной мельницы, которая работает по принципу удара и истирания. Частота вращения барабана 16…23 об/мин. При вращении барабана, шары поднимаются на высоту до 3 м., и падая разбивают кусочки угля и руды. Частично измельчение достигается за счет истирания материала при перекатывании шаров. К недостаткам этих мельниц также относится значительный износ металла шаров (стальных). Например, при приготовлении 1 тонны пыли истирается около 400 г металла. В этих мельницах, до середины 40-х годов прошлого века, применялись стальные шары, которые имели меньшую износостойкость, чем чугунные.

Вообще, размольное оборудование в процессе эксплуатации, подвергается большому износу, что вызывает высокие эксплуатационные затраты. В среднем стоимость этого оборудования составляет 3…5 % всех затрат, связанных с его работой за весь период эксплуатации.

При падении шара с высоты 3 м., динамическое напряжение в шарах, в месте контакта, достигает 724 кг/см². В мельницах большой производительности, даже при отсутствии свободного падения шаров, статическое напряжение в нижних слоях, при высоте столба шаров 2 м., превосходит 100 кг/см². В этой связи необходимо отметить, что шары должны обладать не только стойкостью на истирание, но и высокой ударной износостойкостью.

В технических требованиях к шарам указывается, что они должны отливаться из белого чугуна, со структурой белого чугуна, в отдельных случаях, допускается наличие в центре шара структуры половинчатого чугуна. Химический состав чугуна: углерод-2,8…3,8 %, кремний – 0,5…1,4 %, марганец – 0,4…2,5 %, хром – 0,05…0,5 %, сера – до 0,15 %, фосфор – до 0,15 %. Твердость поверхности шаров 36-52 НRС.

На поверхности шара допускаются углубления и выступы в местах подвода к ним металла от литниковой системы, раковины, глубиной 6 мм и диаметром 6 мм не более одной штуки, локальная усадочная раковина, диаметром и глубиной до 12 % условного диаметра шара. Основные, часто встречающиеся, виды дефектов представлены на рисунках 1…3.

При получении неудовлетворительных результатов испытаний, хотя бы по одному из показателей, повторно проводятся испытания на удвоенном количестве шаров, взятых из той же партии.

В акционерном обществе применяется наиболее простая и дешевая технология (низкий уровень легирования) для получения белого чугуна – литье в кокиль. Интенсивность теплообмена между отливкой и кокилем в 3-5 раз выше, чем между отливкой и разовой песчанной формой, что обусловливает получение мелкозернистой литой структуры, что существенно повышает эксплуатационные свойства отливок. Вместе с тем высокая направленность теплопереноса, большие скорости охлаждения расширяют зону столбчатых кристаллов и снижают ударостойкость шаров [2].




Рисунок 2 – Виды недолива




Рисунок 3 – Шары нормальной формы, но недостаточной твердости
При мониторинге качества продукции, наиболее часто встречаются такие дефекты, как разная твердость с разных сторон шара, газовые и усадочные раковины. Основной проблемой остается обеспечение ударной износостойкости изделий акционерного общества.

Основными путями повышения износостойкости рассматриваемых изделий, доступными для наших условий, являются:

• 
  модификация чугуна феррохромом;
  
• 
  борирование чугуна;
  
• 
  отбеливание чугуна;
  
• 
  модификация чугуна в ковше.
  

2. Бестужев, А. Н. Половинчатые белые чугуны в условиях ударно-абразивного износа / А. Н. Бестужев, Н. И. Бестужев, С. П. Королев // Литейное производство. – 2003. – № 10.

УДК: 621.31:631.3
ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ИМПУЛЬСНОГО ИСТОЧНИКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
К. К. Тулегенов, соискатель
Западно-Казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана
Мақалада жоғарғы кернеулі импульс көзінің сұлбаларын таңдау қарастырылады. Жоғарғы кернеу көздерінің өңделген бірнеше варианттары көрсетілген. Зерттелетін объект ретінде екі еселенген кернеумен тиристорлы коммутаторы бар жоғарғы кернеулі импульс көзі қабылданған.
В статье ррассматривается выбор схемы импульсного источника высокого напряжения. Показаны несколько вариантов схемы разработанных источников высокого напряжения. Объектом изучения принят импульсный источник высокого напряжения с тиристорным коммутатором и удвоением напряжения.
The choice of the circuit of the pulse source of high voltage is considered in the work. Some variants of the circuit of the developed sources of the high voltage are shown. The object of study accepts pulse source of the high voltage with teristor by the switchboard and doubling of voltage.
Целью исследования служит обоснование параметров импульсного источника высокого напряжения (ИИВН). Известно большое число схем, которые могут использоваться для разработки импульсного источника высокого напряжения [1-4]. Часть из них (мультивибраторы, блокинг-генераторы и др.) гарантируют строгое соблюдение параметров импульсов, таких как форма, частота следования, скважность, но имеют ограничение по напряжению и мощности. Другая часть (емкостно-индуктивные) – могут обеспечивать требуемые напряжения и мощность.

На рисунке 1 показаны схемы разработанных источников. Во всех вариантах источником высокого напряжения служат катушки зажигания для двигателя внутреннего сгорания. Каждая из схем имеет повышающий трансформатор , первичная обмотка которого питается от импульсного генератора. Во всех схемах генератор имеет накопительный конденсатор , заряжаемый через диод каждый положительный период заряжает конденсатор , до напряжения открытия динистора.

Рабочий процесс 2 схемы отличается от предыдущего тем, что заряд-разряд происходит каждый полупериод, а ключом служит тиристор . Рабочий процесс 3 схемы, из-за изменения полярности включения первичной обмотки, обеспечивает удвоенное, по сравнению со схемой 2, напряжение на накопительном конденсаторе. Благодаря этому в 4 раза возрастает энергия и резко увеличивается импульс напряжения на электродах.

В рабочем процессе ИИВН выделим 3 стадии. Первая – зарядка накопительного конденсатора. Вторая стадия – удвоение напряжения на первичной обмотке импульсного трансформатора. Третья – разряд конденсатора и формирование импульса высокого напряжения. Обработка яиц происходит в третьей стадии, поэтому она является основной. Первая и вторая стадии – подготовительные.

Для получения необходимых результатов следует вначале выполнить качественное, а затем – количественное исследование. На каждом этапе принимаем допущения: напряжение сети имеет синусоидальную форму, нелинейные элементы являются идеальными, а их параметры не зависят от режима работы.

Каждой стадии работы ИИВН соответствует своя схема замещения.

Теоретическое исследование рабочего процесса ИИВН имеет целью получить количественное описание взаимосвязи параметров. Это позволит установить закономерности работы источника, определить его характеристики и влияние различных факторов.

Рисунок 1 – Принципиальные схемы ИИВН:

а – динисторный; б – тиристорный; в – тиристорный с удвоенным напряжением
Конечными результатами исследования служат выводы о рациональных режимах работы и основы инженерного расчета.

Объектом изучения принят ИИВН с тиристорным коммутатором и удвоением напряжения (рисунок 1 в). Другие схемы являются случаем принятого объекта. В изучаемой схеме используется нелинейные элементы: диоды, тиристоры и т.п. Для исследования таких схем широкое применение имеет метод припасовывания [4-6]. Его сущность заключается в разбиении всего рабочего процесса на стадии, в пределах которых участвующие элементы полученных результатов на границах стадий. Для количественного описания стадии используем классический метод исследования переходных процессов [6,7]:

• 
  расчет докоммутационного режима;
  
• 
  расчет принужденных составляющих послекоммутационного режима;
  
• 
  расчет свободной составляющей по характеристическому уравнению;
  
• 
  суммирование принужденной и свободной составляющей.
  

Послекоммутационный режим: уравнение принужденного тока

Аналитическое описание разряда конденсатора выполним по ранее приведенной методике классического изучения переходных процессов в цепи . В отличии от типичных случаев [5], здесь включение на переменное напряжение происходит в цепи заряженным конденсатором до напряжения .

Докоммутационный режим:
(12)
Послекоммутационный, установившийся режим:
(13)
где момент включения .
Характеристическое уравнение находим по входному сопротивлению
(14)
Корни уравнения
(15)
где – коэффициент затухания;

– угловая частота собственных колебаний контура.

Свободная составляющая тока описывается обычным уравнением

В результате исследований были установлены величины импульсной мощ­ности, амплитудного вторичного напряжения и переменного питающего напряжения ИИВН с тиристорным коммутатором для электротехнологической установки с электродным пакетом.