Исследованы процессы трения стружки алюминиевых и медных сплавов в условиях, моделирующих ее центрифугирование. Экспериментальные зависимости коэффициента трения скольжения стружки с различным содержанием смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) от коэффициента перегрузки описаны эмпирической формулой. Полученные данные использованы при разработке конструкции центрифуги непрерывного действия для обезжиривания стружки цветных металлов.

Розглянуто динаміку руху рідини нахильними жолобами та процес безнапорного гідротранспорту дрібнодисперсних відходів металообробки в потоці мастильно-охолоджуючої рідини, коли рідина рухається самопливом і переміщує тверді частки. Отримано параметри потоку рідини та гідротранспорту, а також оптимальні швидкості руху рідини, які забезпечують транспортування металовідходів без замулювання траси. Це підвищує надійність комплексної системи механічного цеху в цілому.

Предложена технология мойки металлической стружки, включающая в себя погружной, струйный и ультразвуковой способы. Разработана новая конструкция моечной машины, реализующая указанные способы мойки.

Приведены результаты исследования влияния температуры и концентрации моющего раствора, а также времени мойки и частоты ультразвуковых колебаний на степень очистки стружки из углеродистой стали, использован метод планирования эксперимента.

На основании системного подхода составлен ряд математических моделей, описывающих различные стадии процесса накопления и удаления стружки. Также разработан ряд инженерных решений (устройств для удаления стружки), новизна и практическая ценность которых подтверждена патентами Украины. Это является основой методологии рационального конструирования устройств удаления стружки. В условиях специально созданного полноразмерного стенда проведены экспериментальные исследования, которые позволили подтвердить адекватность разработанной математической модели и эффективность предложенных инженерных решений.

Приведены результаты топологоэксергетического моделирования сушильного агрегата (СА) барабанного типа для сушки металлической стружки. Приведена математическая модель, отражающая эксергетические процессы в СА с радиационно-конвективным подводом теплоты. Предлагаемый подход позволяет представить взаимосвязи конструктивно-технологических параметров СА с необратимыми потерями эксергии в нем. Получена аналитическая форма эксергетической эффективности анализируемого агрегата.

У механічних цехах для транспортування стружки часто застосовують різні скребкові або скребково-візкові конвеєри. До їх недоліків відносяться: швидкий знос жолоба і самого скребка при металевому його виконанні, шум і значна витрата енергії. Для підвищення експлуатаційної стійкості скребків робочу частину їх доцільно виконувати еластичною. Найбільш працездатною робочою частиною вважають металевий ворс, що є розпушеними відрізками сталевого троса, які в своїй сукупності складають плоску щітку. При переміщенні стружки уздовж жолоба ворс повинен притискатися до днища і бокових стінок, бути достатньо жорстким і достатньо еластичним. Деформація ворсу при цьому не повинна виходити за межі закону пружності. Кожна ворсина такого скребка працює як гнучкий стрижень, затиснений одним кінцем і навантажений нормальним тиском N від днища і силою тертя F, направленою протилежно руху скребка. Запропоновано методику розрахунку і проектування таких щіток для скребкових конвеєрів.

Проведенный технико-экономический анализ существующего в отечественной и зарубежной промышленности оборудования для выделения металлической стружки из потока пульпы и обезвоживания стружки при ее переработке позволил рекомендовать более эффективное оборудование. В результате предложены новые конструкции барабанного стружкоотделителя и центрифуги с импульсной выгрузкой осадка, обеспечивающие остаточную влажность стружки 1,5 - 2 %.

Індекс рубрикатора НБУВ: К639.111-5

Рубрики:

Конвеєрне транспортування стружки

Шифр НБУВ: Ж28347 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Увагу приділено зменшенню енерговитрат процесів транспортування металевої стружки шнековим конвеєром при забезпеченні необхідної продуктивності. Розроблено методику та експериментально визначено ефективний кут атаки та кількість додаткових лопатей, а також наповнення жолоба шнекового конвеєра. Проведено стендові експериментальні дослідження, які показали підвищення продуктивності шнекового конвеєра з встановленими додатковими лопатями у межах 30 - 40 %. Розрахункові та лабораторні дослідження підтвердили підвищення продуктивності за рахунок конструкційних змін і зменшення енерговитрат процесів транспортування металевої стружки шнековим конвеєром. Розроблено конструкцію шнекового конвеєра з додатковими лопатями, на яку одержано патент України на корисну модель № 83441.

Проведено аналіз відомих способів і технологій переробки металевої стружки. Відзначено, що особливу цінність з точки зору ресурсозбереження є стружка, яка містить в своєму складі дорогі легуючі елементи (ЛЕ) - вольфрам, молібден, хром, нікель, ванадій, ніобій та інші. Для плавки традиційними способами в дугових сталеплавильних та індукційних печах стружку необхідно попередньо брикетувати. Однак є проблеми з рафінуванням металу за індукційної тигельної плавки та з істотними втратами ЛЕ за дугової. Серед технологій переробки нескомпактованої сипучої стружки найбільшого поширення набули технології, засновані на електрошлаковому процесі, коли такий матеріал плавиться в шарі рідкого шлаку. У цьому вифпадку як струмопідвідний електрод можуть слугувати як невитратні, переважно графітові, так і витратні металеві електроди. Зроблено висновок, що для рециклінгу стружки з низько- та середньовуглецевого легованого металу, в тому числі широко поширених нержавіючих і жароміцних сталей і сплавів на залізній і нікелевій основах, найбільш перспективною є комбінована плавка в електрошлаковій тигельній печі витратного електрода з одночасною подачею на плавку стружки в кількості до 70 % від загальної маси матеріалу, що переплавляється.

Увагу приділено створенню методики автоматизованого розрахунку параметрів обладнання для імпульсного брикетування стружки алюмінієвих і титанових сплавів із забезпеченням стабілізації якості брикету, в тому числі у змінних умовах навколишнього середовища. Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень. В основу теоретичних досліджень покладено методи математичного моделювання з використанням сучасних сертифікованих CAD/CAE-пакетів інженерного аналізу методом скінченних елементів. Удосконалено метод визначення зусиль брикетування залежно від механічних властивостей матеріалу стружки, яка підлягає переробці. На відміну від існуючих підходів, де в емпіричних формулах використовуються коефіцієнти, одержані експериментальним шляхом, для розрахунку енергії машини імпульсного брикетування запропоновано залежність, де в ролі визначального параметра використовується твердість матеріалу стружки. Запропоновано комплекс математичних моделей для розрахунку кінематичних і динамічних параметрів машин імпульсного брикетування з газо-повітряним приводом із використанням теорії термодинамічних систем тіла змінної маси. Удосконалено модель сумішоутворення, де, на відміну від існуючих, враховано змінність температури стінок камери згоряння під час прогріву, що дозволяє забезпечити стабілізацію заряду при відомій температурі та заданій циклічності роботи. Запропоновано структуру адаптивної автоматичної системи управління імпульсною брикетувальною машиною, впровадження якої забезпечить одержання брикетів стабільної якості незалежно від впливу температур навколишнього середовища. Сформовано науково-технічну базу, яка використовується під час виконання науково-дослідних робіт і підготовці фахівців у Національному аерокосмічному університеті ім. М. Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут".

Проведено аналіз складу і властивостей шліфувального шламу залежно від умов утворення. Розглянуто та проаналізовано токсичні властивості складових шламу, способи поширення та впливу на навколишнє середовище і людину. Виконано аналіз існуючих технологічних схем і розроблено екологічно і економічно доцільний спосіб утилізації шламових відходів на підприємствах металообробки. Проведено серію досліджень з визначенням закономірностей видалення забруднення з твердих частинок. Для миття шламу використовували розчини з миючими засобами "Лабомид", "Їдкий натр", "Тімлайт" концентрацією 10–30 г/л і з діапазоном температур 25–45 °С. Встановлено, що розчин з миючим засобом "Лабомид" володіє кращими якостями очищення від забруднень. Досліджено процес руху і розділення твердих частинок по щільності в рухомому потоці миючого розчину. Розроблено програму на мові С++ в середовищі С++ Builder, яка описує траєкторію руху металевих і абразивних частинок в потоці. Розроблено обладнання для сушіння твердих частинок шламу, проведено аналіз кінетики сушіння, отримано формулу для визначення витрати теплоти на сушку твердих частинок з урахуванням тепловтрат. Запропоновано використання відходів утилізації шліфувальних шламів: металеві та абразивні частинки, масло і миючий розчин використовувати в якості вторинної сировини в різних галузях промисловості. Металеві частинки рекомендується використовувати як вихідну сировину для порошкової металургії. Абразивні частинки рекомендується застосовувати для виготовлення вогнетривів в металургії чорних і кольорових металів, як додаткові складові під час виробництва різних виробів (цегли, тротуарної плитки тощо) у будівельній промисловості та для автошляхового покриття. Відокремлене масло від миючого розчину можна використовувати: в будівництві для гідроізоляції, просочення дерев'яних конструкцій і залізничних шпал; в якості палива для енергетичних цілей. Розроблені в роботі інженерні рішення дозволяють реалізувати технологічний процес утилізації шліфувального шламу з позицій енерго- і ресурсозбереження; вирішити проблему накопичення відходів.

Робота присвячена розробці порошкових дротів для зносостійкого наплавлення, в шихті яких використуються лігатури, отримані електрошлаковим переплавом металовмісних відходів, що утворюються при абразивній обробці високолегованих швидкорізальних сталей. Уперше запропоновано технологію, яка дозволяє переробляти відходи абразивної обробки швидкорізальних інструментальних сталей у високолеговані лігатури для виробництва порошкових дротів для наплавлення.Технологія переробки відходів включає вхідний контроль за їх хімічним складом, прожарювання, магнітну сепарацію, розмелювання отриманої лігатури, контроль за хімічним складом лігатури. Експериментально встановлено, що для підтримки стійкого процесу ЕШП відходів необхідно, щоб питома потужність процесу була не менше 150 Вт/см кв., яка забезпечує швидкість плавлення частинок на рівні 2,0 - 2,5 кг/хв (120 - 160 кг/год). При цьому на розплавлення відходів витрачається близько 30 % від загальних витрат тепла, що забезпечує досить високий ККД процесу ЕШП. Показано, що при використанні порошку лігатури як основного компонента шихти порошкового дроту, забезпечується отримання наплавленого металу, відповідного за хімічним складом. За системою легування наплавлений метал цього типу можна віднести до хромовольфрамових, хромомолібденових напівтеплостійких сталей. Порошкові дроти цього типу використовуються для наплавлення інструментів гарячого і холодного деформування металів. Результати, отримані в роботі, підтверджені дослідно-промисловою перевіркою, яка проведена на ТОВ "ТКШЗ" при наплавленні штампів гарячого штампування розробленим порошковим дротом ПП-Нп-120ВЗХМФ. Економічний ефект від безпосереднього застосування розробленого порошкового дроту ПП-Нп-120ВЗХМФ для наплавлення штампів на підприємстві ТОВ "ТКШЗ" становитиме близько 200 тис. грн. Певний ефект забезпечить також повернення в промислове виробництво металовмісних відходів абразивної обробці інструментальних швидкорізальних сталей.

Виконано експерименти з переробки в індукційній та електрошлаковій печах компактованої та некомпактованої стружки нержавіючої сталі Х18Н10Т і жароміцних сплавів 07Х12НМБФ (ЭП609) і ХН70ВМТЮФ (ЭИ617). Показано, що найкращою є технологія спільного переплаву в електрошлаковій тигельній печі витратного електрода з кускових відходів і стружки. В цьому випадку у процесі плавки в печі ємністю 120 кг за кількості стружки, що подається на плавку, 45 - 55 % від загальної маси плавки питомі витрати електроенергії становлять 0,55 - 0,65 кВт-год/кг, продуктивність - 130 - 160 кг/год, а втрати на вигар - не більше 1 - 2 %. У процесі електрошлакової тигельної плавки є можливість активно проводити металургійні операції, такі як рафінування, модифікування, легування та розкиснення, що надає змогу отримувати метал високої якості.