ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ СМАЗОЧНОЙ ПЛЕНКИ В ЗОНЕ КОНТАКТА АБРАЗИВНЫХ ЗЕРЕН ПРИ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ УПЛОТНЕННЫМ АБРАЗИВОМ
Высокая пористость уплотненного абразива и наличие смaзoчно-охлаждающей жидкости (СОЖ) в зоне обработки под постоянным давлением, сравнительно низкие температуры в зоне резания (420 К), обеспечивают ее проникновение во все поры и микротрещины на поверхностях обpaбатываемого материала и абразива.
СОЖ, находясь в непрерывном контакте с обpaбатываемой поверхностью деталей и абразивными зернами, образует на них разделяющие контактируемые поверхности, защитные пленки смазки. Смaзoчная пленка, находясь в зоне контакта, покрывает весь микро- и субмикрорельеф вершин абразивных зерен и проникает таким образом в зону микрорезания.
Отдельные поверхностно-активные вещества, содержащиеся в СОЖ, содержат жирные кислоты, которые имеют большой молекулярный вес. При повышенной их концентрации в абразивной суспензии на поверхности абразивных зерен и обpaбатываемой поверхности образуются пленки, соизмеримые с высотой выступов микрорельефа. При этом абразивные зерна начинают, как бы плавать на масляной подушке. В этом случае контакт режущих элементов с обpaбатываемой поверхностью прерывается. Резко падает интенсивность обработки. В связи с этим определенный интерес представляют исследования толщины смaзoчных пленок в зоне контакта абразивных зерен с обpaбатываемой поверхностью.
В соответствии с работой [2] защитная смaзoчная пленка состоит из граничного слоя газов и паров, СОЖ и слоя окислов. Толщина пленки газов и паров составляет ориентировочно 20 å. Слой окислов, возникающий под влиянием атмосферного кислорода имеет на стали толщину примерно 10.
Толщина адсорбционной пленки поверхностно-активных веществ в водном растворе определяется уравнением [3]:
, (1)
где Г∞ - максимальная адсорбция; М - молекулярный вес адсорбируемого вещества; d - плотность адсорбируемого вещества.
Жидкая фаза состоит, по меньшей мере, из двух компонентов, поэтому адсорбция одного компонента будет сопровождаться вытеснением из поверхностного слоя другого компонента. Конкуренция между компонентами за места в поверхностном слое приводит к тому, что поверхностный слой обогащается тем компонентом, который адсорбируется при данном условии преимущественно.
Количество вещества у поверхности единицы массы адсорбента сравнивают с его содержанием в равном объеме равновесного раствора (раствора после обработки). Величина гиббсовской адсорбции компонента на единицу поверхности адсорбента определяется по формуле [4]:
, (2)
где ms - масса адсорбента; V - общий объем раствора; и Ci - соответственно концентрации исходного и равновесного растворов; S - удельная поверхность адсорбента.
В качестве поверхностно-активных присадок, входящих в состав СОЖ, были предложены следующие ПАВ: калиевое мыло, олеиновая кислота и эмульсол Э2.
Для калиевого мыла содержащегося в одном растворе абразивной суспензии был задан ряд весовых концентраций :0;0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 и 3%. Растворы каждой концентрации применялись при обработке в течение 9 мин. на экспериментальном стенде камерного типа [1] плоских деталей из закаленной стали 45 (60...63 HRCэ). Величины концентраций после обработки были определены на универсальном дисперсионном рефpaктометре модели «РДУ». В соответствии с работой [4], весовую концентрацию Сi перевели, в молярно-объемную .
Используя полученные экспериментальные данные, построим изотерму адсорбции (рисунок 1).
Рисунок 1. Изотерму адсорбции
Константу равновесия адсорбционного процесса k и предельную адсорбцию Г∞ удобно определить графически. Для этого уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюра приведем к линейной форме:
. (3)
Построив график данной зависимости в координатах от (рисунок 2), легко определим обе константы: k=24,1; Г∞ = 0,093. Зная величину предельной адсорбции найдем значение толщины адсорбционной пленки: d=0,08 мкм.
Рисунок 2. График зависимости в координатах от
Для определения величин защитных пленок с учетом диапазона концентраций, принимая усредненное отношение Г/Г∞=0,98, после преобразования уравнений (1) и (2) получим:
, (4)
Удельная поверхность адсорбента состоит из удельной поверхности абразива и удельной поверхности обpaбатываемой детали. Для определения удельной поверхности обpaбатываемой детали рас смотрим модель исходной шероховатости. Модель исходной шероховатости поверхности плоской детали из стали 45 (L=15 см; hд=1 см; вд=2), может быть представлена набором выступов треугольной формы (рисунок 3, а).
Рисунок 3 (а, б). Модель исходной шероховатости поверхности плоской детали из стали
Средняя шероховатость поверхности деталей до обработки соответствовала Rzсp=9мкм. В ходе исследований [1] было выявлено, что угол j при вершине неровности находится в пределах 130°...150° (рисунок 3, б). Модель единичной неровности представлена на рисунке 4 и имеет в сечении равнобедренный треугольник с закругленной вершиной радиуса r=35×10-4 см.
Рисунок 4. Модель единичной неровности
Из геометрических соотношений следует, что Ðy1=Ðy2=Ðj1=Ðy, тогда выражение для определения площади боковой поверхности единичной неровности запишется в виде:
, (5)
где L - длина обpaбатываемой детали.
Суммарное число единичных выступов шероховатости по высоте (hд) и ширине (вд) детали можно представить в виде:
.
Таким образом, площадь боковой поверхности всех микровыступов шероховатости получим в виде
(6)
Массу всех микровыступов, можно вычислить по формуле
(7)
Удельная поверхность адсорбента S будет определяться по формуле
(8)
В данном конкретном случае имеем: =0,374 г; =94 см2; S = 251 см2/г.
Удельная поверхность абразива в соответствии с работой [5] равна 2130 см2/г, суммарная удельная поверхность адсорбента SS - 2381 см2/г. Значение для абразива 14А125 составляет 10 г. Величина микрогеометрии поверхности плоской детали примерно на два порядка ниже значения для абразива, поэтому для пpaктических расчетов можно принять =10 г.
Для калиевого мыла по справочным данным [6]:
М = 260 г/моль; d = 0,85 г/см3.
Значение V определено условиями эксперимента: V=6×10-3л.
Подставив найденные значения параметров в выражение (4) с учетом диапазона концентраций, получим ряд величин защитных пленок СОЖ (таблица 1).
Таблица 1. Значение толщины пленки СОЖ для водного раствора мыла различной концентрации
|
Концентрация после обработки , моль/л |
Толщина пленки СОЖ d, мкм |
|
0,00 0,026 0,047 0,073 0,118 0,163 0,208 |
0,00 0,017 0,037 0,053 0,055 0,057 0,058 |
Значение величин защитных пленок необходимы для оценки интенсивности обработки поверхности детали выступами микрорельефа абразивного зерна. В данном случае параметры микровыступов абразивного зерна на порядок выше по сравнению с суммарной толщиной защитной пленки, что исключает явление «всплывания» абразивных зерен во время обработки и обеспечивает ее заданную производительность и качество.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Скрябин В.А. Основы процесса субмикрорезания при обработке деталей незакрепленным абразивом. - Пенза: Изд-во ПВАИУ, 1992. - 120 с.
- Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. - Л.: Изд-во Химия, 1974. - 352 с.
- Абразмон А.А. Поверхностно-активные вещества. - Л.: Изд-во Химия, 1981. - 300 с.
- Гороховский И.Т., Назаренко Ю.П., Некрич Е.Ф. Краткий справочник по химии. - Киев: Наукова думка, 1974. - 800 с.
- Марочкин В.Н. Исследование геометрии поверхности. - В кн.: Вопросы трения и проблемы связки. - М.: Изд-во Наука, 1968, №2. - С. 161 - 172.
- Рабинович В.Д., Хавин Э.Я. Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1977. - 376 с.
Статья в формате PDF
256 KB...
23 05 2026 3:28:28
Статья в формате PDF
115 KB...
22 05 2026 3:43:49
Статья в формате PDF
245 KB...
21 05 2026 0:23:54
Статья в формате PDF
138 KB...
20 05 2026 0:33:21
Статья в формате PDF
111 KB...
18 05 2026 9:14:16
Статья в формате PDF
87 KB...
17 05 2026 18:42:39
Статья в формате PDF
122 KB...
16 05 2026 7:34:23
Перспективами развития лесной отрасли России и состоянием лесных экосистем обеспокоены многие ведущие специалисты [1]. Анализ развития ситуации с лесами и лесным хозяйством в развитых государствах показывает, что без стратегического планирования (предвидения и контроля ситуации в отрасли на десятилетия вперед) невозможно достичь устойчивого развития. Поэтому прогноз развития лесной отрасли на основе анализа состояния лесов в Южном федеральном округе, в особенности в его горной части (в пределах Краснодарского края), где развиты уникальные и особо ценные леса юга России, сосредоточены важнейшие курорты России в непосредственно в пограничной зоне ее, приобретает особую геополитическую значимость и актуальность.
...
14 05 2026 11:57:11
Статья в формате PDF
95 KB...
13 05 2026 16:37:57
Статья в формате PDF
103 KB...
12 05 2026 3:10:48
Статья в формате PDF
123 KB...
10 05 2026 20:12:53
Статья в формате PDF
267 KB...
09 05 2026 8:50:34
В настоящей работе исследована зависимость плотности прессовок на железной, медной и никелевой с различными углерод содержащими порошковыми наполнителями от давления статического прессования. Для всех изучаемых двухфазных порошковых смесей, и для каждой стадии прессования рассчитаны постоянные уплотняемости. Физический смысл постоянных в предложенной работе выяснен. Для каждой стадии прессования определен интервал плотности в зависимости от химического и концентрационного составов порошковой смеси. В работе, приведены данные уплотняемости порошкового тела при приложении давлении прессования в условиях статической нагрузки, используя которые можно объяснить процессы, наблюдаемые в процессе уплотнения порошка. Оценка уплотняемости порошков позволяет составить более эффективную технологию изготовления порошковых изделий с заданными значениями плотности.
...
08 05 2026 13:13:44
Статья в формате PDF
271 KB...
05 05 2026 4:29:14
Статья в формате PDF
110 KB...
02 05 2026 7:55:12
Статья в формате PDF
153 KB...
01 05 2026 20:25:57
Статья в формате PDF
88 KB...
30 04 2026 22:27:30
Статья в формате PDF
262 KB...
29 04 2026 10:47:25
Цели исследования: определить нормальную динамику показателей вариабельности ритма сердца в ответ на физиологическую нагрузку у мужчин и женщин. Дать клинико-физиологическую оценку показателей.
Материалы и методы. Нами было обследованы 48 здоровых пациентов, из них 32 – мужчины, 16 – женщины. Средний возраст 46 (± 3,6) года. Исследование проводилось на комплексе суточного мониторирования ЭКГ «ДНК» с программой вариабельности сердечного ритма при проведении лестничных проб. Определяли: ЧСС ночью и на нагрузке, депрессию ST, параметры ОНЧ, НЧ, ВЧ, НЧ/ВЧ – как в покое, так и на нагрузке, SDNN и pNN50 за сутки.
Результаты. Обнаружено, что на нагрузках значительно повышается мощность ОНЧ (на 80,4%, t – 2,6) и синнергично снижается мощность НЧ (на 72%, t – 1,7) и ВЧ (на 65%, t – 1,6). Пoлoвых различий не выявлено (t – 0,8).
Заключение: показатель «ОНЧ» отражает реализацию синусовым узлом симпатических влияний. «ВЧ» отражают активность парасимпатической нервной системы (что соответствует литературным данным). Показатель «Низкие Частоты» не может служить маркером активности симпатической системы (как предлагается в литературе), а скорее отвечает за реализацию вагуса или иной тормозящей структуры. НЧ/ВЧ не может служить показателем вегетативного баланса.
...
28 04 2026 23:52:23
Статья в формате PDF
117 KB...
27 04 2026 9:32:35
Статья в формате PDF
191 KB...
26 04 2026 16:37:38
Статья в формате PDF
301 KB...
25 04 2026 23:12:21
Статья в формате PDF
1223 KB...
24 04 2026 15:55:17
Статья в формате PDF
121 KB...
23 04 2026 16:11:48
Статья в формате PDF
105 KB...
22 04 2026 18:46:31
Система дополнительного экологического образования, базирующаяся на использовании современных педагогических моделей личностно-ориентированного обучения; применении передовых образовательных технологий, активных методов и форм полевой экологии, проектной деятельности, вовлечении в общественно-значимую исследовательскую и пpaктическую работу, создает оптимальные условия для развития креативных способностей одаренных детей в естественнонаучной области.
...
21 04 2026 20:48:12
Статья в формате PDF
647 KB...
20 04 2026 23:36:24
Озонированный (5х10 -7 г/мл) раствор Кребса не влиял на базальный тонус продольных полосок (n=21) трахеи 5 коров, а также на их тонус, вызванный ацетилхолином (10 -6 г/мл), но в 43% опытов достоверно уменьшал релаксирующий эффект адреналина (10 -7 г/мл), т.е. проявлял β-адреноблокирующий эффект. Это свойство озона необходимо учитывать при нормировании условий труда в производствах с повышенным образованием озона и при озонотерапии.
...
19 04 2026 12:22:59
Статья в формате PDF
134 KB...
18 04 2026 6:35:28
Статья в формате PDF
109 KB...
17 04 2026 0:38:42
В статье представляется методика, владение которой позволит менеджерам управлять устойчивостью предприятия в кризисные периоды развития.
...
16 04 2026 6:44:26
Статья в формате PDF
141 KB...
15 04 2026 17:13:46
Статья в формате PDF
267 KB...
14 04 2026 22:26:40
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
