А. П. Бабичев, Ю. Н. Полянчиков, А. В. Славин



Скачать 10,54 Mb.
Pdf просмотр
страница24/78
Дата01.09.2019
Размер10,54 Mb.
1   ...   20   21   22   23   24   25   26   27   ...   78

*, Па
.
с
Q
м(хон)
,
м
3
/с х 0,25 0,2 0,15 0,1 0
40

*, Паса б


Рис. 2.7. Влияние пластической вязкости системы СПД на режущую способность брусков при хонинговании образцов из чугуна СЧ
(
а
) и стали ОХ (
б
): ▲ – НСК У ○ – СИНХО 6;

– МХО62; □ – керосин керосин 85%; масло Индустриальное 20» – 15; ▲ – ИХП 41; ● –
ВФЗ; ▬ – расчетная кривая


58
Q
м(хон)
,
м
3
/с х 200 200 200 200 5
0 10 15 20


, сн/м
3
Q
м(хон)
,
м
3
/с х 0,25 0,2 0,15 0,1 10 0
15 20 25


, сн/м
3

а б
Рис. 2.8. Влияние предельного напряжения сдвига

0
системы СПД на режущую способность брусков при хонинговании чугуна СЧ (
а
) и стали Х (
б
) (обозначения см. рис. 2.8) Величина пластической вязкости системы СПД зависит от концентрации дисперсной фазы и состава дисперсионной среды
(СОТС). Учитывая то, что между показателями вязкости системы СПД и концентрацией дисперсной фазы существует взаимовлияние, необходимо найти параметр, регламентирующий их и соотношение между ними. В рамках разработанной математической модели режущей способности абразивного бруска при хонинговании действие СОТС сводится к минимизации слоя СПД в подбрусковом пространстве, обладающего оптимальным соотношением пластической вязкости и предельного напряжения сдвига. Одновременно в составе СОТС необходимо присутствие компонентов, интенсифицирующих диспергирование обрабатываемого материала за счет эффекта адсорбционного понижения его прочности. Проведенные исследования показали, что введение в состав СОТС стабилизаторов дисперсных систем с одновременным наличием компонентов, понижающих прочность обрабатываемых материалов, позволяет решить поставленные задачи. Анализ данных рис. 2.7 показывает, что максимальную режущую способность бруска при хонинговании чугуна СЧ и стали Х обеспечивает СОТС ВФЗ, в состав которой введен базовый компонент малеиновый ангидрид сукциноласпаргиновой кислоты. Введение этого компонента в состав водной СОТС обеспечивает оптимум реологических характеристик систем СПД, одновременно способствует повышению дисперсности продуктов разрушения, что может трактоваться как проявление эффекта абсорбционного понижения прочности обрабатываемого материала. Системы СПД на основе водорастворимых СОТС НСК У,
СИНХО6, МХО62 имеют более высокую, чем при применении углеводородных составов (керосино-масляной смеси, ИХП41), эффективную вязкость. Минимум вязкости во всем диапазоне градиентов сдвига имеет система СПД на основе ВФ3. Агрегативная устойчивость системы СПД обеспечивается высокой вязкостью и механической прочностью адсорбиционного слоя вокруг частиц дисперсной фазы, а также лиофильностью его наружной части. Углеводородные СОТС: ИХП41, керосино-масляная смесь, имеют повышенную, в сравнении сводными
СОТС, вязкость, что препятствует коагуляции частиц дисперсной фазы с последующей облитерацией подбрускового пространства. Сравнение экспериментальных и рассчитанных по предложенной нами зависимости значений режущей способности бруска для различных СОТС показывает на их близость. Максимальные расхождения экспериментальных и рассчитанных значений режущей способности бруска в зависимости от пластической вязкости системы СПД составляют
11 %, что дает возможность рекомендовать предложенную формулу в инженерных расчетах на стадии проектирования технологического процесса и подбора состава СОТС. При хонинговании стали (рис. 2.7,
б
) прослеживается та же, что и при обработке чугуна, закономерность. Большие значения эффективной вязкости системы СПД, где дисперсная фаза – сталь Х объясняется анизометричностью микростружек. Длинные волосовидные стружки стали Х, имеющие развитую поверхность, обладают большей склонностью к коагуляции с последующим развитием пространственных структур в подбрусковом пространстве. Проведенные раннее реологические исследования систем СПД в зависимости от состава
СОТС, показали, что водная жидкость ВФ3 максимально снижает прочность седиментационных осадков, повышает их подвижность. Режущая способность алмазных брусков при хонинговании зависит и от другой важной реологической характеристики системы
СПД – предельного напряжения сдвига –
0

, те. предельной прочности структуры коллоидной системы,
*

является функцией градиента скорости деформации системы СПД


, с увеличением ее эффективная вязкость снижается. Одновременно снижение

* происходит при повышении напряжения сдвига в подбрусковом пространстве. Следует ожидать, что
0

оказывает влияние на режущую способность бруска.

Рост предельного напряжения сдвига системы СПД вызывает повышение режущей способности бруска. Предельное напряжение сдвига характеризует прочность структуры суспензии в подбрусковом пространстве. Предельное напряжение сдвига системы СПД, как уже отмечалось, зависит от состава СОТС. Системы СПД, описываемые уравнения Шведова – Бингама, относятся к системам с псевдопласти- ческими свойствами. С ростом напряжения сдвига в подбрусковом пространстве до предела текучести системы СПД не нарушается связь оболочек из молекул ПАВ, окружающих частицы дисперсной фазы. По достижении предела текучести системы СПД –

0
из оболочек вокруг частиц диспергирования освобождается часть связанной дисперсионной среды (СОТС). Это приводит к повышению (улучшению) текучести суспензии в подбрусковом пространстве. Диспергированные частицы металла увлекаются движущимся слоем системы СПД и эвакуируются из зоны обработки. Толщина слоя системы СПД, имеющего твердоебразную (неразрушенную) структуру, минимизирована. По мере роста напряжения сдвига происходит дальнейшее разрушение оболочек вокруг частиц дисперсной фазы. Лишенные защиты частицы шлама интенсивно коагулируют, образуя плотный слой на поверхности бруска. Облитерация подбрускового пространства приводит к ухудшению массоотвода и инициирует дальнейшее засаливание режущего профиля бруска. В этом плане находит объяснение эффективность применяемых при хонинговании углеводородных СОТС и предложенных нами составов с компонентами, обеспечивающими структурно-механическую стабилизацию системы СПД. Высоковязкие (в сравнении с эмульсией – НСК У, синтетической жидкостью – О, СИНХО 6) углеводородные СОТС с активными присадками обеспечивают высокие значения предельного напряжения сдвига системы СПД. По достижении предельного напряжения сдвига системы СПД, при котором разрушается ее структура, высоковязкая СОТС имеет большую, чем водная, эффективную вязкость. При применении СОТС типа ВФ3 стабилизация структуры системы
СПД достигается за счет образования вокруг частиц дисперсной фазы оболочек с высокой прочностью, что минимизирует развитие коагуля- ционных процессов. Сопоставление экспериментальных и теоретически рассчитанных значений режущей способности брусков показывает на адекватность полученных результатов. Расхождения между этими данными находятся в пределах 13

15 %. К числу факторов, обуславливающих эффективность водных
СОТС, применяемых взамен пожаро- и взрывоопасных углеводородных, следует отнести более высокие проникающие свойства. Этот фактор важен по причине того, что попадание СОТС в подбрусковое пространство во многом зависит от сочетания смачивающих и вязкостных свойств. Гидрофобные поверхности исследуемых металлов хорошо смачиваются углеводородными СОТС. Эмульсии при низком содержании масляной фазы смачивают заготовку недостаточно. Применение в СОТС компонентов, гидрофилизирующих поверхность обрабатываемого металла, улучшает смачивающие свойства водных жидкостей. Согласно введенного нами критерия эффективности СОТС, позволяющего вести целенаправленный поиск составов жидкостей, максимально отвечающих условиям хонингования, обозначенного как критическая концентрация стабилизации (ККС), были проведены эксперименты. Суть экспериментов сводилась к определению режущей способности брусков в зависимости от ККС. Входе выполненных опытов были получены данные о влиянии приведенной вязкости СОТС и объема седиментационных осадков рис. 2.9 ирис) на режущую способность брусков при хонинговании.
Q
м(хон)
,
м
3
/с х 0,2 0,15 0,1 0
3,5 4,5 5,5 6,5


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   20   21   22   23   24   25   26   27   ...   78


База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница