Молодежная научная весна 20. Часть 4

3)С экрана монитора приборной стойки (или с повторителя дисплея) произвести отсчеты углов наклона оси поворота управляемых колес W в угловых минутах при установке калибруемогоприспособлениянауглы±1°00′;+2°00′;+3°00′′;+4°00′′; +5°00′′.

4)Определить абсолютную погрешность по формуле:

±=W – a / 2sin20′ [утл. мин].

Абсолютная погрешность не должна превышать ±3′ (угловыхминут)или±6’,взависимостиотстендаиотмоделистенды.

Определение погрешности измерения углов схождения (параллельности) колес автомобиля.

1)Перевести стенд в режим калибровки измерений углов схождения (параллельности) колес.

2)С экрана монитора приборной стойки (или с повторите-

ля дисплея) произвести отсчет Wизмерен. (угловых минут).

3) Определить абсолютную погрешность измерений углов схождения (параллельности) колес автомобиля по формуле:

= 4П ‒ Wизмерен.,

где П — это константа в угловых градусах; Абсолютная погрешность не должна превышать ±3′ (угло-

вых минут).

Оформление результатов калибровки.

Стенд,прошедшийкалибровку,допускаетсякдальнейшему применению. На него выдается сертификат калибровки по форме, установленной Госстандартом РФ.

Научный руководитель – И. В. Садовников, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии металлов и конструирования Забайкальского государственного университета.

201

Г. В. Кузнецов,

студент гр.ТМ -16, энергетический факультет ЗабГУ

Детонационное напыление и ультразвуковая обработка при восстановлении коленчатых валов

Проблема восстановления деталей и узлов машин может бытьрешенанаосновесоблюденияпринциповпреемственности

исистемного подхода в реализации экспериментальных поисков

иразработке новых технологий обеспечивающих качество поверхностных слоев деталей машиностроительного производства. Они, как правило, представляют совокупность операций наращивания изношенных поверхностей и последующей механической обработки.

При восстановлении распределительных и коленчатых валов существуют разработанные и широко применяемые технологические процессы восстановлении деталей с помощью газотермических методов напыления.

Эти методы имеют ряд неоспоримых преимуществ: малый нагревдетали;высокаяпроизводительностьпроцессов;толщина наносимого покрытия регулируется от 0,1…10 мм; простата технологического процесса и оборудования.

Наряду с совершенствованием традиционных процессов механической обработки, перспективным является разработка и внедрение качественно новых высоких технологий, в том числе, основанныхнакомбинированномвоздействиинесколькихвидов энергии и совмещения различных способов её подвода.

Кнаиболее эффективным физико-химическим методам формообразования относятся многие процессы ультразвуковой технологии, особенностями состояния которых является расширение области рационального использования ультразвука и многообразия решаемых с его помощью задач.

Нами разработана комбинированная технология восстановления распределительных и коленчатых валов для ремонтных заводов Забайкальского края. Сущность его заключается в том, что на финишной операции назначается ультразвуковая обработка, которая улучшает характеристики восстанавливаемых деталей.

202

Послеразмернойобработкишлифованиемнапыленногослоя на шейках вала, происходит разупрочнение поверхностной структуры металла на 6–8 единиц усталостной прочности детали.

При дальнейшей высокочастотной циклической ультразвуковой обработке частицы напыляемого металла деформируется от энергии импульса и от контакта с индентором. В отличие от тепловой энергии, затухание ультразвуковых волн происходит на границах зерен, изменяя параметры кристаллической решетки и влияя на образование дислокаций. Изменение структуры зависитотрежимовультразвуковойобработки(амплитуды,силы тока, усилия прижима индентора). Воздействие ультразвука на напыленный слой вызывает в нем механические упругие волны, являющиеся носителями энергии, которая активирует физи- ко-химические процессы. Ультразвуковая обработка позволяет снизить растягивающие напряжения вплоть до их полной релаксации и создания сжимающих напряжений на поверхности.

После шлифования, в результате ультразвуковой обработки, микротвердость поверхностного слоя повышается на 10–12 единиц, шероховатость поверхности улучшается до Ra = 0,1 мкм.

Технология ультразвуковой обработки выполняет функции не только поверхностной упрочняющей обработки поверхности, но и финишной обработки поверхности, когда величину микрогеометрии Rа можно довести до сотых долей микрона, при этом весьма ценным является то обстоятельство, что данный способ позволяет получать регламентированную шероховатость поверхности, когда размер, форму и общую плотность «масляных карманов» и соответственно маслоемкость поверхности можно целенаправленно регулировать, изменяя в соответствующих пределах технологические параметры процесса.

Для успешного решения проблем нанотехнологии деталей машин необходимо увязать эксплуатационные характеристики деталей с технологическими параметрами процессов обработки и таким образом управлять достижением заданных эксплуатационных характеристик.

Проводимые научно-исследовательские и внедренческие работыназаводахнашегорегионаповнедрениюультразвуковой технологии, способной управлять достижением заданных эксплуатационныххарактеристик,далиположительныерезультаты.

203

Список литературы

1.Грушев В. В. Исследование влияния ультразвуковой финишной обработки на качество поверхностного слоя деталей машин. // Технология ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки: В 2 ч. Часть 2: Материалы 10-й Междунар. науч.-практ. конф. СПб, 2008.

С. 132–134.

2.Грушев, В. В. Промышленное применение минеральных покрытий и ультразвуковой обработки / В. В. Грушев., С. Ю. Лазарев. Чита:

ЗабГУ, 2012. 144 с.

Научный руководитель – В .В. Грушев, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии металлов и конструирования Забайкальского государственного университета.

С. Э. Елгина,

студентка гр. СМ-18, энергетический факультет ЗабГУ

Изменения в метрологии

16 ноября 2018 года 26-я Генеральная конференция по мерам и весам согласилась с одним из наиболее значительных изменений Международной системы единиц (СИ) с момента ее создания ‒ о переопределении четырех из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ) килограмм, ампер, кельвин и моль. Теперь они выражены не через объекты реального мира, а через абстрактные математические константы. Такое решение принято в рамках перехода к обновленной Международной системе единиц. Сегодня она включает в себя 7 базовых величин: массу, длину, время, силу тока, температуру, количество вещества и силу света. Прежде для них существовали свои первичные эталоны, как, например, платиноиридиевый слиток в роли точной меры одного килограмма. С помощью таких образцов производилась калибровка измерительных приборов. Но так как эталон может со временем подвергаться изменениям характеристик вещества под влиянием внешних факторов, впоследствии произошёл переход к фундаментальным константам, неизменным для всего мироздания. Таким образом, соглас-

204

но решению, килограмм будет определяться ‒ через постоянную Планка; метр ‒ через скорость света в вакууме; секунда ‒ через частоту сверхтонкого расщепления атома цезия; ампер ‒ через элементарный электрический заряд (одного электрона); Кельвин ‒ через постоянную Больцмана; моль ‒ через число Авогадро; кандела ‒ световая эффективность монохроматического излучения частотой 540·10 в 12 Гц.

Директор Международного бюро мер и весов Мартин Милтон назвал нынешний шаг «исторической вехой», сравнив его с принятием в 1875 году Метрической конвенции, которая на сегодняшнийденьслужитосновойизмерительныхсистемнабольшей части земного шара. Речь идет об окончательном отказе от связи системы SI с артефактами. Фактически принимается новая система единиц, которая будет использоваться почти во всех странах мира.

Килограмм оставался последней мерой, эталоном которой служил физический объект. Как напомнил глава Национальной лабораторииметрологииииспытанийФранцииТомаГренон,такой подход имелочевидный изъян, состоявший в том,что эталон килограмма существует уже достаточно долгое время, и его масса может изменяться. Изначально в 1795 году было введено понятие грамма ‒ вес одного кубического сантиметра воды, из чего следовало, что килограмм эквивалентен весу одного кубического дециметра воды. Для отражения этого веса был сначала изготовлен платиновый, а затем ‒ платиново-иридиевый цилиндр, который хранится в Международном бюро мер и весов в городе Севр близ Парижа.

Доступ в комнату, где хранится эталонный цилиндр, имеют только три человека во всем мире, причем они должны одновременно повернуть ключ в замке, чтобы открыть дверь. Один из ключей постоянно находится у директора Международного бюро мер и весов, второй хранится в Архиве Франции, а третий ‒ у председателя Международного комитета мер и весов.

В конце XX века ученые обнаружили, что эталон постепенно теряет массу, вследствие чего было инициировано несколько проектов по разработке новой меры, не подверженной таким изменениям.Врамкахпроектасозданновыйэталонввидеидеального шара из поликристаллического кремния, обогащенного по

205

стабильному изотопу 28Si, с отклонением от сферичности менее 30 нанометров.

Конференция также утвердила новое определение ампера. Прежнееопределение,утвержденноев1948году,былоосновано на измерении силы, действующей на параллельные проводники стоком.Теперьученыерешилизафиксироватьнетолькочисленное значение постоянной Планка для килограмма, но и численное значение электрического заряда ‒ для нового определения ампера.

Единицатемпературы‒Кельвиндосегодняшнегодняопределялась как 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Это определение создавало свои неудобства, поскольку в воде всегда есть примеси тяжелых изотопов водорода и кислорода, и они могут значительно сдвигать тройную точку.Поэтомуметрологампришлосьсоздатьотдельныйстандарт ‒ Венский стандарт усредненной океанской воды. Ее рецепт выглядит так: 0,00015576 моля дейтерия на моль обычного водоро-

да; 0,0003799 моля 17O на моль 16О, и 0,0020052 моля 18O на моль 16O. Кроме того, для того, чтобы определять точные значения в других диапазонах, ученым приходилось контролировать точки плавления и кипения нескольких других веществ. Новое определение Кельвина основано на постоянной Больцмана, которая теперь будет точно равна 1,380649 × 10–23 Дж × K–1 (джоулей на кельвин).

Моль до этого времени был привязан к количеству атомов в 0,012 килограмма стабильного углерода-12, то есть был связан с массой. В новой версии системы СИ он будет определен через зафиксированную постоянную Авогадро, то есть будет равен

6,02214076×1023 частиц.

Резолюция 26-й Генеральной конференции по мерам и весам вступила в силу ‒ во Всемирный день метрологии 20 мая

2019 года.

Научный руководитель – А. И. Хоботов, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии металлов и конструирования Забайкальского государственного университета.

206