Основным в борьбе с кавитацией применительно к насосам является повышение фактического давления на всасывании, с тем, чтобы во всех точках гидросистемы было обеспечено давление, превышающее упругость насыщенных паров применяемой жидкости в необходимом интервале температур.
Для решения вышеприведенной проблемы применяют различные конструктивные усовершенствования. Радикальным способом борьбы с кавитацией в насосах является повышение давления на всасывании, достигаемое применением насосов подкачки или искусственного наддува воздухом (газом) жидкостных резервуаров (гидробаков), а также применением других средств, одним из которых является использование энергии потока сливной магистрали гидросистемы с помощью различных сопел и эжекторов.
Для уменьшения разрушительного действия кавитации на детали гидроагрегатов применяют стойкие против коррозии материалы (стали с добавкой хрома и никеля) при одновременной тщательной обработке их поверхностей, контактируемых с кавитируемой жидкостью.
Стойкость материалов против кавитационного разрушения, повышается, как правило, с увеличением их механической прочности и химической (окислительной) стойкости.
Разрушительное действие кавитации на поверхности стальных деталей можно уменьшить путем их нагартовки.
Удовлетворительной антикавитационной стойкостью обладают твердые бронзы, неудовлетворительной – чугун. Наиболее стойким из известных материалов является титан.
Получено: |
Воронежский государственный |
11.12.03 |
технический университет |
УДК 532.0 (083) |
|
ОБЛИТЕРАЦИЯ КАПИЛЛЯРНЫХ ЩЕЛЕЙ В ГИДРОСИСТЕМАХ.
Л.А. Иванов, Пачевская Г.Н., Эктов В.Н. (гр. АО-991)
Течение жидкости в узких щелях, которые могут быть как плоскими, так и кольцевыми, представляет практический интерес в
83
связи с герметизацией гидроагрегатов, плотность соединения подвижных пар которых обеспечивается выполнением гарантированного малого зазора. Течение жидкостей в кольцевых щелях подчиняется общим законам гидравлики. Критическое число Рейнольдса для этого случая составляет 600-1000. Практический интерес представляет течение жидкости между двумя пластинами под действием перепада давления жидкости на концах зазора (щели) между ними. Пластины находятся одна от другой на небольшом расстоянии и образуют капиллярную щель.
На течение жидкости по капиллярным каналам малого размера
существенное |
влияние |
оказывают |
граничные |
условия, |
обусловленные |
силами |
межмолекулярного и электрического |
||
взаимодействия, действующими на границе раздела жидкой и твердой фаз. Под действием этих сил происходит явление адсорбции, в результате чего у стенки образуется квазитвердый слой, имеющий аномальную вязкость, значительно отличающуюся по величине и свойствам от объемной.
Адсорбированная на поверхности стенок жидкость приобретает механические свойства, отличные от ее обычных свойств, в частности, прочность на сдвиг. В результате часть граничного слоя фиксируется на поверхности металла и приобретает свойства квази-твердого тела. При этом происходит облитерация (заращивание) щели.
Абсолютные значения аномальной вязкости и прочих механических свойств жидкости зависят от строения адсорбированных молекул жидкости и физико-химических свойств материала стенки.
Толщина граничного слоя, обусловливающего облитерацию щели, равна для распространенных минеральных масел 4-5 мк. Указанный граничный слой в случае течения жидкости в капиллярных каналах с малым гидравлическим радиусом может составить существенную часть от номинальной площади поперечного сечения канала.
Ввиду того, что наличие граничного слоя аналогично уменьшению эффективного сечения зазора (щели), гидравлическое сопротивление его в результате указанных процессов будет зависеть от физико-молекулярных свойств жидкости. Эта зависимость внешне проявляется в том, что коэффициент сопротивления щели (а, следовательно, и утечка жидкости) зависит, при прочих одинаковых
84
условиях, от длительности пребывания в покое плунжера, находящегося под давлением жидкости. Причем зависимость коэффициента сопротивления щели от времени пребывания плунжера в покое неодинакова для различных жидкостей, и находится практически вне связи с их вязкостью.
Наиболее сильно облитерация щели проявляется у жидкостей сложных по молекулярному составу. К таким жидкостям относятся применяемые в гидросистемах масла на нефтяной основе. Интенсивность заращивания щели зависит также от величины перепада давления жидкости, увеличиваясь с его повышением.
При смещении с места плунжера облитерация щели во всех случаях устраняется, и утечка жидкости восстанавливается практически в первоначальном объеме.
Причиной уменьшения расхода является также и то, что вязкость жидкости в щели вследствие молекулярно-физических (структурных) процессов в ее капиллярном слое, сопутствующих основному процессу облитерации, отличается от вязкости жидкости вне щели.
Полная облитерация наблюдается лишь в узких щелях (порядка 0,005 мм). При более широких щелях наблюдается уменьшение их эффективного сечения, сопровождающееся уменьшением утечки через нее жидкости. Полной облитерации щели в этом случае не проходит ввиду того, что при известной толщине адсорбционного покрытия рост его прекращается, так как чем дальше от твердой поверхности, тем рыхлее становится поверхность этого покрытия. Поэтому средние слои граничной прослойки с ослабленной связью молекул не могут противодействовать усилию сдвига от действия давления жидкости, в результате чего они выдавливаются из щели.
Облитерация щели возникает не только вследствие адсорбции полярных молекул рабочей жидкости на поверхностях щели, но и вследствие концентрации в последней смолистых образований, которые, отфильтровываясь на базе наслаивающихся рядов полярных молекул, засоряют проходное сечение. Последнее особенно сильно проявляется при низких давлениях жидкости. Для уменьшения этого эффекта применяют специальную очистку масла от асфальто-смолистых веществ, в частности, очистку силикагелем (гидрат кремниевой кислоты), который является активным адсорбентом-поглотителем.
85
Определенную роль в указанном изменении эффективного сечения щели играют также инородные тела (загрязнения масла), закупоривающие щель.
Получено: |
Воронежский государственный |
11.12.03 |
технический университет |
УДК 681.2
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ
С.В. Синегубова, М.Г. Поташников
Рассмотрены вопросы автоматизации процесса выбора технологической оснастки на крупном промышленном предприятии.
На современном этапе развития производства к предприятиям предъявляются следующие требования: многономенклатурность выпускаемых изделий, мелкосерийность, частая смена видов изделий, возрастание их сложности с одновременным уменьшением времени на подготовку и освоение производства. Это требует повышения уровня мобильности и автоматизации всех видов производства на предприятиях. Ускорению оборота вложенных средств и опережению конкурирующих компаний на рынке производителей способствует сокращение времени на технологическую подготовку производства. Поэтому проблема автоматизации выбора технологической оснастки (ТО) является особенно актуальной.
Для реализации разработки автоматизированной системы выбора ТО необходимо обосновать целесообразность автоматизации задачи выбора ТО; разработать техническое задание (ТЗ) на автоматизированное решение задачи выбора ТО; провести информационное моделирование процесса решения задачи; создать программное обеспечение (ПО); провести испытание и отладку созданного ПО; подготовить информационные массивы; осуществить подготовку кадров для работы с реализованным ПО; ввести задачу сначала в опытную эксплуатацию, а затем в промышленную.
Для обоснования целесообразности создания автоматизированной системы выбора ТО в производстве требуется
86
провести обследование предприятия, определить существующие на данный момент варианты решения задачи выбора ТО, рассмотреть альтернативные концептуальные решения по автоматизации процесса решения задачи. Результатом этого будет принятие общего решения, которое удовлетворяет требованиям каждого конкретного предприятия в данном вопросе.
Решение будет зависеть от сроков, которые отведет руководство для реализации решения задачи; финансовых возможностей предприятия, включая средства, которые необходимо затратить на приобретение новой вычислительной техники; вычислительной техники, которой предприятие располагает в данный момент времени для решения задачи; внешних факторов, включающих анализ опыта отечественных и зарубежных предприятий в данном вопросе; внутренних факторов, куда входят социальные факторы и т.д.
На этапе разработки технического задания на автоматизированное решение задачи выбора ТО необходимо уточнить цели автоматизации, выделить информационные, программные, технические, экономические и другие ограничения, которые могут оказать влияние на решение проектируемой задачи. Общую задачу необходимо разбить на блоки, каждый из которых должен будет выполнять определенную функцию для решения общей задачи, но, в то же время, сам будет являться отдельным, функционирующим программными комплексом, в результате работы которого будет получен определенный результат.
При разработке технического задания необходимо учитывать технические возможности на рабочих местах, где будет использоваться программный комплекс.
Необходимо изучить входные и выходные данные, диалоговые процедуры, процедуры ввода и контроля вводимых данных, процедуры обработки данных, проблемы защиты данных, способы организации сбора исходных данных и передачи их в обработку с указанием используемых при этом периферийных технических устройств и носителей информации для определения состава и последовательности решения подзадач и информационных связей между ними.
Эффективность управления производством во многом зависит от наличия ресурсов и правильности их распределения. Нами
87