Материал: 2478

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Рис.3. Силы при обкатывании

При формировании микропрофиля поверхности под действием контактного давления в зоне обработки происходит пластическое течение металла как в направлении подачи с образованием волны, перемещающейся вместе с инструментом, так и в направлении, противоположном подаче, как это показано на рисунке 4. На схеме пунктиром показано перемещение инструмента в направлении подачи S на величину Sо на один оборот. При этом профиль шара последовательно занимает положения 1, 2, 3 и формируется при этом первичная шероховатость поверхности RZ. Под действием давления инструмента происходит пластичное течение металла в направлении, противоположном направлению подачи с формированием вторичной шероховатости RZ. Такое искажение шероховатости поверхности зависит от величины давления, формы профиля деформирующего инструмента и пластических свойств материала детали.

Таблица 1 – Характеристики площади контакта при обкатывании шаром цилиндрических образцов из стали Н18К9М5Т

Примечание. * – значение в соответствии с формулой 1.

Рис.4. Схема формирования микропрофиля обработанной поверхности

Техника и технологии строительства, № 3(7), 2016 ttp://ttc.sibadi.org/

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Шероховатость поверхности RZ, получаемую в процессе обкатывания шаровым инструментом радиусом R= 1,5-2,0 мм при подаче So = 0,06-0,3 мм/об, можно определить по следующим формулам (3) и (4):

Значительное влияние на шероховатость обработанной поверхности оказывает исходная шероховатость этой поверхности.

Обкатывание наружных поверхностей приводит к некоторому уменьшению, а раскатывание внутренних поверхностей – к увеличению диаметра этих поверхностей. Представление об изменении диаметра образцов после обработки шариком диаметром 8 мм можно получить из таблицы 2. У закаленных сталей остаточная деформация в процессе обкатывания в 5-10 раз меньше по сравнению с материалами с низкой твердостью. В большинстве практически применяемых условиях обкатки припуск на обработку деталей из закаленных материалов не превышает 10-15 % от допуска на окончательный размер.

Обкатывание и раскатывание обеспечивают повышение твердости материала поверхностного слоя на глубину до 2 мм. При этом оптимальные значения давления при раскатывании сталей малой и средней твердости составляют 1500-2000 МПа, для закаленных сталей – 2500-3000 МПа.

Таблица 2 – Изменение диаметра образцов после обкатывания шаром

Примечание. Исходная шероховатость Ra = 0,05 мкм.

Технологические режимы при обкатывании и раскатывании назначают исходя из твердости обрабатываемого материала, жесткости детали и ее диаметра, схемы обработки (самоуравновешенной или не самоуравновешенной), исходных и требуемых параметров шероховатости поверхностного слоя.

При назначении условий обработки руководствуются требованиями получения выходных параметров процесса упрочнения.

Так, твердость материала поверхностного слоя детали определяется величиной контактного давления, а глубина упрочненного слоя размером шарового инструмента. Силу нагружения рассчитывают в зависимости от контактного давления и размера шара. Производительность процесса, равномерность упрочнения и шероховатость поверхности определяются скоростью, величиной подачи и числом переходов.

В таблице 3 приведены технологические режимы раскатывания внутренних поверхностей деталей, материалами которых являются стали средней и повышенной твердости, с применением упругих раскатников, работающих по самоуравновешенной схеме.

Таблица 3 – Технологические режимы раскатывания

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Технологические режимы обкатывания приведены в таблице 4. Скорость при обкатывании и раскатывании не должна превышать 60-80 м/мин.

Таблица 4 – Технологические режимы обкатывания

Обязательное условие при проектировании обкатников и раскатников: сила трения между деформирующим шаром и опорой должна быть меньше силы трения между шаром и обрабатываемой поверхностью.

Обкатники и раскатники могут быть в виде жесткой и упругой конструкции. У последних шаровой инструмент соединен с опорой упругим элементом, что гарантирует задание определенного усилия в процессе обработки.

Для выполнения технологических операций обкатывания и раскатывания шаровыми инструментами в условиях серийного производства используют универсальные металлорежущие станки. Раскатники, обкатники и другую технологическую оснастку готовят, исходя из применяемого оборудования [3].

Изложенные процессы могут быть рекомендованы для обработки поверхностей деталей, такие как шейки валов и осей, отверстия под подшипники, поверхности плунжерных и золотниковых пар и другие.

Заключение

Применение ППД позволяет эффективно влиять на повышение эксплуатационных свойств деталей, работающих в условиях циклических нагрузок, трения и воздействия коррозионных сред. Упрочнение материала поверхности слоя деталей ППД на операциях обкатывания и раскатывания без привлечения значительных затрат может быть организовано силами машиностроительного предприятия. Процессы без особых ограничений вписываются в общемашиностроительные технологии механосборочных производств. При этом повышение эксплуатационных свойств деталей соизмеримо и во многих случаях превышаемыми результаты воздействия процессами термообработки, нанесения покрытий и другими методами.

Библиографический список

1.Поверхностное упрочнение детали. Выбор метода поверхностного упрочнения [Электронный ресурс]. – http://5fan.ru/wievjob.php?id=46506 – (дата обращения: 08.06.2016).

2.Обработка поверхностным пластическим деформированием. Термины и определения. ГОСТ 18296 – 72 – 1972. – М: Государственный стандарт союза ССР, 13 с.

3.Вивденко, Ю.Н. Технологические системы производства деталей наукоемкой техники: учеб-справ. пособие / Вивденко Ю.Н. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2004 . – 520 с.

двойного применения в веке. Матер. междунар. тенх. конгр./ Ю.Н. Вивденко, Н.Г. Макаренко, С.А. Резин. –

Омск: изд-во ОмГТУ, 2003, – С. 106-107.

SECURED CLAIMS LIFE OF THE MACHINE DEFORMATION HARDENING PARTS SURFACES

I.P. Denisov

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Abstract. This paper provides an overview of the methods of hardening of parts methods of surface plastic deformation; the main parameters and the rationale of choosing a method of surface plastic deformation by rolling and rolling.

Keywords: detail, surface hardening, plastic deformation, rolling, rolling.

Денисов Илья Петрович (Россия, г. Омск) – студент кафедры «Автомобили, конструкционные материалы и технологии» ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира, д. 5.

Denisov Ilya Petrovich (Russian Federation, Omsk) – the student The Siberian state automobile and highway academy (SibADI) (644080, Omsk, Mira Ave., 5).

УДК 625.84

ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА СТРОИТЕЛЬСТВА МОНОЛИТНЫХ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ

И.В. Рыбаков

ФГБОУ ВО «СибАДИ», Россия, г. Омск

Аннотация. В последнее время цементобетонное покрытие находит все большее применение в виду ряда преимуществ по сравнению с асфальтобетонными покрытиями. К тому же работы по устройству цементобетонного покрытия почти полностью механизированы. Такой метод строительства позволит увеличить сроки эксплуатации автомобильных дорог до 25-30 лет, вместо нынешних 10-15 лет для асфальтобетонного покрытия, а так же значительно сократит время и расходы на строительство и обслуживание.

Ключевые слова: деформационный шов, резиновый заполнитель, пленкообразующие материалы.

Введение

В современных условиях строительства автомобильных дорог используются преимущественно два типа дорожного покрытия: асфальтобетонное и цементобетонное. Выбор типа покрытия и в целом конструкции дорожной одежды на стадии проектирования автомобильной дороги является сложной задачей.

Эта задача обычно реализуется в виде технико-экономического обоснования. При его составлении должны быть максимально учтена совокупность всех факторов, от которых зависит выбор типа покрытия и дорожной одежды: технические (конструкция и материалоемкость дорожной одежды, долговечность и срок службы), обеспечение транспортноэксплуатационных показателей (ровность, коэффициент сцепления), экономические, технологические (наличие специализированных дорожно-строительных организаций).

Факторы, обосновывающие целесообразность широкого применения цементобетона в покрытии автомобильных дорог:

1. Технические аспекты.

Цементобетонные покрытия относятся к наиболее долговечному типу покрытий. Высокая долговечность надежно обеспечивается длительной прочностью цементобетона и несущей способностью покрытия [1].

Долговечность цементобетона при воздействии транспортных нагрузок обеспечивается его значительным сопротивлением износу и колееобразованию, невосприимчивостью к воздействию масла и тому подобных органических веществ, разрушающих битум.

Цементобетон является универсальным дорожно-строительным материалом, и цементобетонные покрытия эффективно и надежно работают при любых климатических условиях (от жаркого климата до очень холодного, от сухого до очень влажного) и при любой интенсивности движения и транспортных нагрузок [2].

Техника и технологии строительства, № 3(7), 2016 ttp://ttc.sibadi.org/

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Обобщение мирового опыта строительства и эксплуатации цементобетонных и др. Типов дорожного покрытия позволяет сделать вывод, что в техническом отношении цементобетонные покрытия наиболее конкурентоспособны в следующих случаях:

–когда состав движения характеризуется высокой и низкой интенсивностью воздействия расчетных нагрузок;

–когда климатические условия района строительства характеризуются очень высокими летними температурами, суровыми зимами, большим количеством атмосферных осадков.

2.Экономические аспекты.

Как показывает международная практика при объективном экономическом подходе к оценке конкурентоспособности того или иного типа покрытия, решающим критерием для выбора типа покрытия и в целом дорожной одежды является приведенная (или полная) стоимость, включающая стоимость строительства, стоимость содержания и затраты потребителя, рассчитанные на проектный срок службы покрытия.

Расчеты показывают, что по материалоемкости конструкции дорожных одежд с цементобетонными и асфальтобетонными покрытиями практически равноценны. Так, толщина конструктивных слоев для асфальтобетона составляет 37 – 44 см, а для цементобетона –

38 – 42 см.

При экономических расчетах за рубежом принимается срок службы до 20 лет для нежестких покрытий и до 40 лет – для жестких покрытий. По данным США, средний срок службы цементобетонного покрытия до капитального ремонта в 1,5-2 раза превышает срок службы асфальтобетонного покрытия, и при учете первоначальной стоимости строительства и дополнительной стоимости содержания в процессе эксплуатации цементобетонные покрытия всегда оказываются экономичнее асфальтобетонных на дорогах любой категории.

Сравнительные зарубежные экономические исследования подтверждают вывод, что цементобетонные покрытия наиболее конкурентоспособны для автомобильных дорог с тяжелым или интенсивным движением и для дорог низкой интенсивности, особенно на слабых грунтовых основаниях.

Результаты расчетов стоимости дорожных одежд, выполненные специалистами кафедры экономики МАДИ на основе современного ресурсного метода, показали, что первоначальные строительные затраты при строительстве асфальтобетонных покрытий на 28 % выше, чем цементобетонных на дорогах I категории, равны для дорог II категории и на 3 % ниже для дорог III категории.

Значит, для определения эффективности применения цементобетона при строительстве автомобильных дорог третьей технической категории необходимо рассчитать суммарные приведенные затраты, а для этого необходимо знать сроки и стоимости проведения ремонтов по сравниваемым вариантам.

3. Укладка цементобетонной смеси.

3.1.Перед укладкой цементобетонной смеси необходимо выполнить следующие работы:

-очистить верхний слой основания от грязи и пыли;

-проверить соответствие отметок продольного и поперечного профиля проекту.

Кустройству цементобетонного покрытия разрешается приступать при наличии [3]:

-акта освидетельствования скрытых работ на устройство верхнего слоя основания, подписанного заказчиком;

-ведомости нивелировки верхнего слоя основания с промерами толщины и ширины его;

-устройство временных подъездов для подачи цементобетонной смеси технологическим транспортом к месту укладки с установкой необходимых дорожных знаков и указателей; Правильно установить копирную струну (согласно технологического регламента) [4].

Проверить необходимый нормокомплект инструмента и приспособлений для отделки кромок и разделки швов в свежеуложенном бетоне, наличие необходимых материалов по уходу за свежеуложенным бетоном и защиты его от атмосферных осадков во время транспортирования и при укладке смеси (применение рулонных пароводонепроницаемых материалов) [5], [6].

4.Доставка цементобетонной смеси.

Прием смеси.

Перед приемом цементобетонной смеси на поверхность верхнего слоя основания укладывается полипропиленовая пленка.