Ственный институт наука и студенты: новые идеи и решения Сборник материалов viii-й внутривузовской научно-практической студенческой конференции Кемерово 2009
| Вид материала | Документы |
- Томск, Россия Информационные технологии: к истокам некоторых заблуждений Сборник материалов, 293.71kb.
- Сборник статей ежегодной международной студенческой научно-практической конференции, 1058.05kb.
- Уважаемые коллеги, аспиранты, студенты!, 58.52kb.
- Доклады и тезисы представлены в авторской редакции. Сподробными материалами конференции, 2528.5kb.
- Формат конференции: Конференция проводится заочно с изданием печатного сборника материалов, 120.08kb.
- Д. С. Лихачёва и проблемы современного мегаполиса Сборник докладов участников международной, 3272.71kb.
- Итоги и перспективы энциклопедических исследований сборник статей итоговой научно-практической, 3301.6kb.
- Актуальные социально-экономические и правовые аспекты устойчивого развития региона., 3483.41kb.
- Программа студенческой научно-практической конференции с международным участием Научные, 254.22kb.
- С. Л. Колесников Сборник материалов областной научно-практической Интернет-конференции, 1483.28kb.
МИКРОСТРУКТУРА НАПЛАВЛЕННОГО СЛОЯ, ПОЛУЧЕННОГО ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ НАПЛАВКОЙ БЕЛЫМ НЕЛЕГИРОВАННЫМ ЧУГУНОМ
Фунтов В.С.
Научные руководители: Корнева О.В., Бадин И.Н.
ФГОУ ВПО «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт»
Износостойкость деталей почвообрабатывающих машин повышают наплавкой стального режущего лезвия дорогостоящими высоколегированными сплавами. Нами для наплавки лемехов и стрельчатых лап применен белый нелегированный чугун, подвергнутый термоциклической обработке в процессе выплавки [1].
После проведенной наплавки лемехов плугов чугуном, полученным обычным способом, микроструктура наплавленного слоя состоит из углерода, находящегося в свободном состоянии в виде графита, что приводит к снижению прочности и износостойкости в поверхностном слое. Отчетливо прослеживается снижение микротвердости по сечению.
Для повышения износостойкости необходимо, чтобы углерод выделялся не в виде графита, а шел на образование износостойкой составляющей – цементита. Согласно предложенной в работе [1] теории графитообразования, предотвратить выделение графита в чугуне или полностью его устранить можно следующими способами обработки жидкого расплава: продувкой газами, обработкой твердыми веществами и термоциклированием. Был выбран способ высокотемпературной термоциклической обработки (ВТЦО), как не требующий больших затрат на его проведение, обеспечивающий удаление графита и повышение предела прочности на 70-140 МПа, а твердости – на 230-260 МПа.
В процессе изготовления наплавочных электродов перед заливкой жидкого чугуна, производилась трехкратная ВТЦО в интервале температур 1350-1550оС. Выделений графита в микроструктуре такого чугуна после затвердевания электродов не наблюдалось.
Нанесение износостойкого слоя на режущую часть деталей почвообрабатывающих машин (лемеха плугов, сталь53Л и стрельчатые лапы культиваторов, сталь 65Г) производилось электродуговой наплавкой и способом электроискровой наплавки, вращающимся электродом [2].
В качестве примера на рис. 1 приведен общий вид лемехов до и после электродуговой наплавки.
Первым способом можно получить практически любую толщину наплавляемого материала, осуществляя обработку за один или несколько проходов. В структуре наплавленного металла отчетливо прослеживается отсутствие графита, а большая часть углерода находится в цементите. То есть, износостойкость обеспечена.
Однако данный вид обработки ведет к сильному разогреву основного металла в прилегающей зоне и, как следствие, к образованию крупнозернистой структуры в зоне термического влияния.
Рис. 1. – Лемеха до и после электродуговой наплавки
Нанесение износостойкого материала электроискровым способом (до 0,1мм) дает хорошее сцепление слоя с деталью, но не обеспечивает необходимую толщину наплавки для работы почвообрабатывающей детали в условиях интенсивного износа при контакте ее с абразивной средой почвы.
Для получения износостойкого слоя, необходимого для сезонной работы почвообрабатывающего инструмента (это слой толщиной порядка 3мм), нами был разработан и опробован способ электроискровой наплавки вращающимся электродом.
Нанесенный слой белого чугуна обладает значительно большей твердостью, чем материал подложки после традиционной термической обработки – закалки и отпуска.
Таким образом, повышение износостойкости деталей почвообрабатывающих машин предлагается производить наплавкой нелегированным белым чугуном, обладающим наследственностью не образовывать графитовые включения в процессе нанесения слоя. Толщина и качество необходимого износостойкого покрытия может быть обеспечена способом электроискровой наплавки, вращающимся электродом. После сезонной отработки почвообрабатывающего орудия, достаточно календарного времени (межсезонье) для восстановления геометрических параметров режущих лезвий деталей. Указанный способ обработки был успешно опробован при работе в сельскохозяйственных предприятиях Кемеровской области.
Литература:
1. Прогрессивные способы повышения свойств доменного чугуна [Текст] / В.К. Афанасьев, Р.С. Айзатулов, Б.А. Кустов, М.В. Чибряков. – Кемерово : Кузбассвузиздат, 1999. – 258 с.
2. Бадин И.Н. Формирование микрорельефа режущей кромки рабочих органов сельскохозяйственных машин (ножей роторных косилок) при электроискровой наплавке [Текст] / И.Н. Бадин, О.В. Корнева, Р.Н. Дубоделов // Инновационное развитие аграрного производства в Сибири : сб. материалов третьей науч. конф. молодых ученых вузов «Агрообразования» Сибирского федерального округа . Т.1 – Кемерово, 2005. – С. 47-50.
УДК621.43-73:004.3
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДАТОПЛИВА ДВИГАТЕЛЕЙ
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Чернышов Н.С.
Научные руководители: Аверичев Л.В.,
Васильченко А.М., Бадулин Р.С.
ФГОУ ВПО «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт»
В наше время, как никогда остро, стоит вопрос учета и экономии энергоресурсов, в том числе топлива для автотранспорта.
Затраты на топливо в общих эксплуатационных расходах составляют порядка 30%.
Конструкции расходомеров различны и зависят от целей и характера проводимых испытаний. Сейчас на автомобильном транспорте применяются три основных типа расходомеров. Это приборы, работа которых основана на измерении скорости потока топлива, массы и объема потребляемого топлива.
Расходомеры топлива, предназначенные для лабораторно-стендовых испытаний, должны обеспечивать широкий диапазон измерений расхода топлива: от минимального – 0,3 кг/ч (при работе на холостом ходу), до максимального – 40 кг/ч (при полной подаче топлива), с точностью измерения ±1 %. Их работа должна отличаться высокой стабильностью и надежностью, автоматизированным измерением расхода топлива, а конструкция – простотой основных элементов.
Расходомер подключается к магистрали между топливным баком и топливным насосом для избегания попадания пузырьков воздуха в топливо, которые влияют на точность измерения.
Наибольшее распространение сейчас получают расходомеры с электронной системой отсчета, работающие по принципу определения мгновенного расхода топлива. Принцип действия расходомеров топлива непрерывного действия основан на преобразовании первичных механических сигналов в электрические импульсы.
Стрелочные указатели фактически полностью вытеснены цифровой индикацией (дисплеем). Быстропротекающие процессы регистрируются уже не дискретно, а в динамике с помощью безынерционных самописцев. Это повышает достоверность оценки процессов, происходящих в реальных топливных системах автомобилей.
К числу таких приборов относится Фловтроник-205 (фирма-из-готовитель "Атомак", Финляндия). Это прибор многоцелевого назначения. Он позволяет контролировать расход топлива в реальных условиях эксплуатации транспортных средств и при различных видах стендовых испытаний.
Прибор Фловтроник основан на объемном способе измерения расхода топлива. Он снабжен электронным измерительным устройством с программным управлением.
Наиболее совершенным, информативным и производительным является расходомер топлива модели DF-311 (страна производителя – Япония). Он предназначен для измерения мгновенного и суммарного расхода топлива объемным способом. Расходомер топлива имеет датчик расхода топлива с четырехцилиндровым кривошипно-шатунным механизмом и регистрирующим устройством с цифровой индикацией (принцип действия датчика – электромеханический).
Датчик расхода топлива очень чувствителен к чистоте топлива. Тонкость фильтрации топлива составляет 5 мк. Регистрирующее устройство снабжено шестиразрядным цифровым индикатором. Расход топлива измеряют в диапазоне 0,3-120 л/ч. Погрешность измерений ± 0,5 %. Напряжение питания - 12 В.
Существуют и более упрощенные методы измерения расхода топлива. В условиях эксплуатации автомобиля весовой или объемный расход топлива можно определить с помощью простого прибора – бачка для замера расхода топлива модели НИИАТ-361. Этот прибор состоит из резервуара емкостью 4 л, мерной стеклянной трубки, расположенной в центре бачка, и шкалы, закрепленной за трубкой.
Применение расходомеров топлива с непрерывным измерением является перспективным (позволяет выполнить оптимальную регулировку элементов двигателя, влияющих на расход топлива, и дает возможность сохранить достоинства экспресс-метода), но трудоемким и дорогостоящим с точки зрения практической реализации.
Одним из основных факторов повышения экономии топлива является совершенствование мастерства вождения автомобилей. Реализации этого резерва экономии топлива способствует оснащение автомобиля устройствами, информирующими водителя о степени экономичности выбранного режима движения.
Из большого разнообразия приборов, учитывающих расход топлива, наибольшее распространение получили приборы с регистрирующим элементом датчика в виде крыльчатки. Практика показала, что датчики с крыльчаткой, выполненные с необходимой и достаточной точностью, могут работать годами, не требуя ухода, с погрешностью в регистрации ниже допуска для подобного типа приборов.
Рис. 1. Общий вид сенсора DFS 2
Предлагаемый вариант является дальнейшей разработкой первоначального, в котором индикация расхода отражалась в аналоговом виде.
Расходомер состоит из двух основных компонентов: сенсора расхода топлива DFS 2 (рисунок 1) и персонального компьютера, который осуществляет обработку, хранение и индикацию параметров.
Расходомер топлива в режиме реального времени позволяет измерять большинство параметров: мгновенный расход топлива за секунду, средний расход топлива за единицу времени, общий расход топлива за единицу времени, общий расход за время определения расхода.
Таблица 1. Технические характеристики датчика расходомера DFS 2
| Среда | Жидкости без загрязнений |
| Диапазон измерений полезный | 0,07...4,5 л/мин |
| Диапазон измерений линейный | 0,1...4,5 л/мин |
| Точность | +/- 1,5% |
| Импульсы/литр | 66 000 |
| Рабочая температура | -20°C…+70°C |
| Вязкость | 0,6...10 mm./s |
| Рабочее давление | Макс. 50 бар |
| Потеря давления | 0,2 бар на 1 л/мин |
| Питание | 5 V DC |
| Сигнал на выходе | Прямоугольный импульс |
| Материал: | |
| -ротор | PVDF |
| -корпус | K-пластик М-латунь S-сталь |
| Присоединение шланга | 7 мм или резьба 1/4" BSP |
| Длина кабеля | 4 м |
Принцип его работы основан на индукционной связи между двумя катушками индуктивности и экранирующей шторкой, имеющей прорези.
Одна из катушек исполняет роль индукционного передатчика, а другая – приемника. При подаче напряжения на одну из катушек, вокруг неё возникает магнитное поле, которое, проходя через витки обмотки катушки приемника, наводит в нем электродвижущую силу (ЭДС). Благодаря этому явлению на выходе приемника появляется напряжение, которое является управляющим сигналом или логической единицей. Экран в виде цилиндра выполнен из стали с высокими магнитными свойствами и установлен между индукционным передатчиком и приемником. При движении топлива экран начинает вращаться, меняя положение прорезей. В момент, когда экран проходит между индукционными катушками, магнитное поле, идущее от передатчика, перестает воздействовать на обмотку приемника, и ЭДС в катушке не наводится. В этот момент на выходе приемника устанавливается логический ноль.
Когда экран сменяется прорезью, магнитное поле вновь начинает воздействовать на приемник, и процесс повторяется.
Таким образом, на выходе датчика расхода топлива формируется прямоугольный импульс, частота которого напрямую зависит от скорости вращения экрана. Такой сигнал вполне подходит для дальнейшей обработки и использованию в исходных файлах с программой персонального компьютера.
Литература:
1.Гуменюк В.И. Расходомер топлива для автомобилей // Радио. –1988. – №3.
2.Семенов И. Электронный расходомер жидкости / И. Семенов, И. Савельев, В. Коноплев // Радио. – 1986. – №1.
3. Семенов И. Электронный расходомер // Радиолюбитель. – 1993. – №2.
4.Вениаминов И.С Микросхемы и их применение. – М. : Радио и связь, 1989. – 180 с.
5.Расходомеры топлива [Электронный ресурс]: Режим доступа: ссылка скрыта