Подготовка шихты для производства твердых сплавов




Для изготовления возможно более твердого и малопористого сплава в настоящее время применяют исключительно мокрый размол карбидов и сложных карбидов с кобальтом, превращая их в тонкодисперсную смесь. В качестве вспомогательных средств при мокром размоле применяют воду, дихлорэтилен, трихлорэтилен, четыреххлористый углерод, бензол, бензин, тетралин, спирт или ацетон и др. Мокрый размол, наряду с преимуществом получения высокодисперсной однородной смеси, обладает тем недостатком, что весьма тонкие частицы шихты, в особенности кобальт, реагируют со средствами размола и размольной средой с образованием окислов. При сушке, а также при последующей обработке в водородной атмосфере может происходить дальнейшее окисление с неизбежными потерями углерода. На практике этот недостаток устраняют вакуумной сушкой, а последующее восстановление — непосредственно после сушки — проводят в атмосфере абсолютно сухого водорода.

Влияние различных сред размола на поглощение кислорода смесями карбида вольфрама и кобальта показано в табл. 84 по данным Мейера и Эйдендера. Степень измельчения в зависимости от продолжительности размола и его влияние на насыпной объем смеси карбида вольфрама с кобальтом отражены по тем же данным в табл. 85. В то время как при сухом размоле металлов насыпной объем обычно уменьшается, при мокром размоле он увеличивается, т. е. многокомпонентная смесь становится более разрыхленной и объемистой.



Вследствие сильного износа мельниц и мельничных шаров при мокром размоле в настоящее время почти исключительно работают с мельницами из нержавеющей стали или на мельничных агрегатах со стеллитовой или твердосплавной футеровкой с использованием шаров из твердых сплавов. На рис. 106 показан мельничный агрегат с 8 шаровыми мельницами из нержавеющей стали. В эти мельницы обычно загружают 10—12 кг твердосплавных шаров (диаметром 10—30 мм), около 5 кг шихты для твердых сплавов и 1,5 л размольной жидкости. Скорость вращения 50—60 об/мин; продолжительность размола в зависимости от марки твердого сплава от 3 до 8 дней. На рис. 107 показан мельничный агрегат из трех больших шаровых мельниц с твердосплавной футеровкой. Емкость каждой мельницы 45 л; загрузка состоит приблизительно из 80 кг твердосплавных шаров, 50 кг шихты для твердых сплавов и 25 л жидкости. В последнее время для тонкого размола твердосплавной шихты широко применяются молотковые и вибрационные мельницы. На рис. 108 показана конструкция небольшой вибрационной мельницы. Мельничный агрегат состоит большей частью из 2 или 4 барабанных мельниц из нержавеющей стали емкостью около 5 л. Загрузка включает приблизительно 30 кг твердосплавных шаров (диаметром 10—15 мм), 5—7 кг шихты для твердых сплавов и около 1,5 л жидкости; размол на этих мельницах продолжается 1—2 дня. Применяют также большие вибрационные мельницы (см. рис. 109) со следующими техническими данными: загрузка твердосплавными шарами 300—500 кг; шихта в зависимости от содержания карбида титана 150—250 кг, продолжительность размола 1—2 дня. Кроме существенного сокращения продолжительности размола, эти мельницы характеризуются значительно меньшим износом твердосплавных шаров. Износостойкость твердосплавных шаров можно значительно улучшить горячим прессованием (повышая их прочность и плотность).



По окончании мокрого размола избыток жидкости сливают. Центрифугированием или отжатием производят дальнейшее отделение жидкости. Полученный таким образом влажный шлам загружают в лодочки и высушивают в печах или одновременно прокаливают в восстановительной атмосфере при температуре 650—750°. Небольшие мельничные барабаны можно также установить в песчаную или водяную баню и отогнать жидкость. В особенности экономична вакуумная дистилляция, которая протекает более быстро и при низких температурах. На рис. 110 показана схема подобной установки для сушки твердосплавной шихты непосредственно в размольных барабанах при температуре около 80°. Выгодно работать с вакуумной сушилкой, снабженной мешалкой (рис. 111).


Подготовка шихты для производства твердых сплавов

Высушенную в вакууме шихту можно непосредственно прессовать, но обычно рекомендуется дополнительное восстановление водородом, в особенности при высоком содержании кобальта. Результаты обезуглероживания шихты из карбида вольфрама и кобальта при прокаливании в водороде при температурах между 650 и 1050° отражены в табл. 86. Как видно, целесообразно применять более высокие температуры восстановления, чем 750°. Случайные чересчур высокие потери углерода можно позднее компенсировать спеканием в условиях сильного науглероживания.



После сушки или дополнительного восстановления обычно производят просеивание через тонкие металлические сита или шелковую сетку, благодаря чему могут быть удалены агломераты кобальта с карбидом, кобальтовые чешуйки и другого вида загрязнения. Несколько просеянных партий объединяют в смесительных барабанах с загрузкой от 200 до 1000 кг. Взятая отсюда проба исследуется обычными методами.



Общие данные о твердосплавных волокнах




Как сообщалось ранее о развитии твердых сплавов, литые и спеченные твердые металлические соединения и твердые сплавы первоначально применялись не в качестве режущих материалов, а в виде волок вместо алмаза для волочения проволоки. Волоки требуют прежде всего высокой твердости, хорошей полируемости и износостойкости, обеспечивающих неизменяемость размеров отверстия; для волок крупных калибров требуется, кроме того, высокая прочность и вязкость. Что касается первых названных свойств, то алмаз характеризуется как идеальный материал для волок. Однако прочностные свойства и стоимость алмаза позволяют ему конкурировать с твердосплавными волоками лишь в специальных случаях; при диаметре отверстия больше 1 мм такие случаи весьма редки.

При волочении круглых и специальных профилей и при прокатке труб диаметром выше 10 мм сталь еще может конкурировать с твердосплавными волоками и волочильными плашками. В результате усиленного применения цельных или составных матриц с твердосплавными вставками твердый сплав все в большей степени вытесняет из этой области сталь.

Существенное преимущество твердосплавных волок по сравнению с другими их видами состоит в значительно большей стабильности размеров, что обусловлено высокой износостойкостью. Возникающие отсюда практические преимущества следующие.

1) высокая стойкость при волочении проволоки без заметного изменения диаметра отверстия волоки;

2) возможность волочения с большей скоростью;

3) возможность большего обжатия проволоки;

4) более точное соблюдение размеров проволоки;

5) возможность реже контролировать размеры волок;

6) более редкая их замена;

7) экономия на замене инструмента и заправке проволоки и увеличение производительности соответствующего волочильного стана.

8) более блестящая и гладкая поверхность проволоки даже после сравнительно продолжительного использования волок;

9) увеличение веса бухты.

Таким образом, твердосплавные волоки обладают преимуществами, оправдывающими их высокую стоимость, в особенности для волочильных станов с большим числом проходов, когда решающее значение приобретают преимущества, связанные с более редкой сменой волок.

Конструкции, предназначенные для поддержания здания




К поддерживающим конструкциям относятся: рандбалки, поперечные балки и ходовые балки.
а) Рандбалки. В целях облегчения работ по пробивке штрабы для заводки рандбалок необходимо, чтобы верхние и нижние плоскости штраб совпадали со швами кирпичной кладки.
Глубина штрабы определяется проектом. В толстых стенах она должна быть такой, чтобы можно было с внешней стороны заложить рандбалку хотя бы в 1/4 кирпича. Глубина пробитой штрабы проверяется деревянным шаблоном (рис. 57). В стенах толщиной от двух до трех кирпичей она обычно не превышает 1/3 толщины стены. Желательно, чтобы штраба была на 3—6 см глубже ширины полки балки.


Конструкции, предназначенные для поддержания здания

Рандбалки заводятся в стены здания поочередно, чтобы не ослаблять стену одновременной пробивкой обеих штраб до заклинки балки. В здания с толстыми стенами рандбалки обычно заводятся з две очереди, а в тонкие и малопрочные — в четыре очереди. Если рандбалка является и ходовой, то на выровненную раствором постель штрабы укладывают доску, строго соблюдая одинаковую вертикальную отметку по ширине и длине доски.
Перемещать длинные балки к месту их установки разрешается только под надзором мастера. Для транспортирования балок используются специальные двухколесные тележки с низкой посадкой или катки из обрезков труб.
Балку к штрабе внутри здания поднимают талями, подвешенными к конструкции из наклонных стоек и опирающимися вверху в каменную стену. Когда балка поднята на 5 см выше уровня ее установки, рабочие прижимают ее к внутренней плоскости штрабы и опускают при помощи талей. Таким сравнительно простым способом можно завести в штрабу балку весом до 1,5 г. Заводку рандбалок в штрабы с внешней стороны здания рекомендуется производить автокраном.
Заведенные в штрабу балки должны быть немедленно закреплены упором или клиньями. Оставлять балку незакрепленной не разрешается. Если здание подлежит подъему, то клинья забиваются как сверху, так и снизу рандбалки для выравнивания ее опор под один уровень. Нижние клинья забиваются только в тех местах, где будут установлены домкраты. В пролетах рандбалки (между местами расположения домкратов) набиваются верхние стальные клинья. Если здание передвигается в прямом направлении (когда рандбалки служат и ходовыми), то клинья забивают только сверху, чтобы нижняя плоскость рандбалок была на одной вертикальной отметке. Для этого желательно сначала на выровненную раствором поверхность штрабы уложить доску и на нее установить рандбалку.
После закрепления балки, заведенной в штрабу, последнюю промывают водой и набивают раствором или бетоном нижнюю щель (если под балкой не уложили на растворе доску). Для заделки этой щели в стенах толщиной в три кирпича и более применяют полусухой глинистый раствор или тощий бетон с мелким щебнем.
Для удобства заливки раствора в щель за балкой в отдельных местах вверху штрабы устраиваются лунки, т. е. увеличивается размер щели, в нее вставляется шланг и раствор за стенку балки подается растворонасосом.
При ручной работе по заполнению бетоном или раствором за стенку балки в щель над рандбалкой вставляется совок, в который подается бетон или раствор. Трамбование бетона за стенкой балки производится с помощью вибраторов или ударами по стенке балки.
После затвердения раствора (бетона), через 12 час., приступают к заклинке зазора между верхней полкой балки и верхом штрабы. Для заклинки используется влажный цементный раствор. Уплотнение раствора, набитого в щель, производится пневматическими трамбовками, а при малом объеме работ — ударами молотка по торцу специальной деревянной чеканки, которая представляет собой обрезок доски, свободно входящей в щель. В последнее время для заклинки стали применять расширяющийся цемент.
Для более прочной связи стен с рандбалками последние попарно соединяются между собой по верхним и нижним полкам. В стенах здания над балками, перпендикулярно к ним, просверливается перфоратором сквозное отверстие, в которое вставляют обрезок полосовой или круглой стали и приваривают к рандбалкам. После заводки обеих рандбалок в стену и установления связи, приступают к пробивке гнезд для домкратов. Обычно после подъема или передвижки рандбалки, с целью увеличения общей прочности кирпичных стен, не убираются, а остаются в стенах здания. Их вырезают только в том случае, если они расположены в местах оконных или дверных проемов, подлежащих восстановлению.
В дальнейшем в целях экономии металла можно рандбалки из стен извлекать. Затраты по их извлечению с последующей заделкой штрабы обходятся на 30—40% дешевле стоимости содержащегося в них металла. Извлеченные балки могут быть вторично использованы для тех же целей.
Чтобы уменьшить коэффициент теплопроводности стены, в которой остались рандбалки, рекомендуется закладывать последние кирпичной кладкой. Для этого в корыто двутавра укладывают кирпичи (на ребро) и поддерживают их в таком положении вертикально установленными металлическими прутьями диаметром 4—5 мм, приваренными к полкам балки. После перекрепления к прутьям металлической сетки балки оштукатуривают.
б) Поперечные балки. Как следует из вышеизложенного, безотносительно к тому, как двигается здание — в прямом или косом направлении или с поворотом, во всех случаях все стены здания опоясываются рандбалками.
Для устройства непосредственно под стеной ходовой конструкции, когда рандбалки являются и ходовыми, разгружают подстилающий рандбалки фундамент Эта работа ведется для каждой стены отдельно путем ее подъема домкратами. Для подъема такой стены используются рандбалки стен, расположенных нормально к направлению движения. В этом случае рандбалки этих поперечных стен заводятся ярусом выше и они консольно выступают за пределы здания. Если же поперечные стены располагаются на расстоянии одна от другой более 4,0 м, то, как правило, приходится устанавливать дополнительные поперечные балки. Последнее объясняется тем, что значительно проще убрать кладку и устроить путь сразу под всей стеной, чем отдельными участками. После вывешивания всей стены на 2—4 мм выламывают нижерасположенную кладку на требуемую высоту для укладки шпал, рельсов и катков. Далее стену опускают на подготовленный путь. После передвижки на новое место, опять приподнимают эту стену, убирают катки, рельсовый путь и закладывают просвет.
При косой передвижке или с поворотом с целью сведения к минимуму количество путей может потребоваться заводка дополнительных поперечных балок, распределяющих нагрузку от стены на расположенные с обеих сторон рельсовые пути. Эти поперечные балки заводят над рандбалками вывешиваемой стены и скрепляют ее с рандбалками стены косынками. Значит по высоте между ходовыми балками и поперечинами остается просвет равный высоте рандбалок. Этот просвет на участке под опорой поперечной балки и обеими ходовыми балками одного пути заполняют балкой такой же высоты, как и рандбалка. Длина заполняющей просвет балки должна соответствовать ширине расстояния между краями полок двух ходовых балок одного пути и дополнительных участков с каждой стороны для ее приварки косынками к тем же ходовым балкам. Чаще всего эти поперечины требуются для поддержания таких участков здания, которые оказываются далеко отстоящими от путей с пролетами значительных размеров.
в) Ходовые балки. Если здание передвигается в косом направлении на сравнительно большую длину, сборку парных ходовых балок целесообразно производить заблаговременно, вне здания, на катках и рельсах площадки, по которой будет передвигаться здание. Собирая парные ходовые балки вне здания, следует установить и приварить к ним все диафрагмы, а затем по тем же каткам задвинуть готовые элементы ходовых балок под дом.
Для заводки под здание рельсовых путей в стенах под рандбалками пробивают сквозные проемы. Эти проемы нами принимаются высотой 1,2 м, шириной 1,4 м. По подготовке укладываются рельсовые пути, катки и по этим каткам под здание задвигаются парные ходовые балки. Чтобы ходовые балки проходили под рандбалками, между ними оставляют зазор в 3—5 см, который заполняется тугой забивкой стальных клиньев.


Конструкции, предназначенные для поддержания здания

Рандбалки и ходовые балки должны иметь целесообразные конструкции стыков. Детали этих стыковых соединений показаны на рис. 58. Стыкуют ходовые балки так, чтобы их нижние полки приходились впритык. При передвижке по кривой для придания ходовым балкам нужной кривизны заранее их попарно не соединяют, а каждую балку изгибают отдельно на месте — под домом после ее установки над рельсами и катками. Изгибают балку натяжением троса полутонной лебедкой или деревянными распорками. Когда обе балки одного пути приобретают необходимую кривизну, устанавливают диафрагмы (тоже через 2,0—2,5 м одну от другой) и приваривают их. Путем приварки диафрагм не только закрепляется положение ходовых балок в изогнутом виде, но и придается им большая жесткость в горизонтальной плоскости.
После установки ходовых балок приступают к заклинке зазоров между рандбалками и ходовыми балками. Предварительно на диафрагмы обеих ходовых балок под рандбалку устанавливают гидравлические домкраты с тем, чтобы нагрузка передавалась на рельсовый путь. Затем забивкой клиньев закрепляют под напряжением передачу нагрузки от данного узла на путь и убирают домкраты (рис. 59).


Конструкции, предназначенные для поддержания здания

Особенности пластиковой системы водостоков





Без надёжной системы водостоков крыша, фасадная часть здания, а также цоколь будут регулярно сталкивать с негативным воздействием дождей и снежных масс, ведь все мы знаем, что вода точит камень. Вот почему в ходе возведения постройки, имеющей любое предназначение, так важно монтировать систему водостоков.

Дабы сделать правильный выбор, есть смысл обратиться за помощью к квалифицированным работникам, они проконсультируют вас по всем имеющимся вариантам и помогут подобрать оптимальный образец.

Крупнейшие компании, специализирующиеся на изготовлении систем водостоков, готовы предложить клиентам изделия из пластикового и металлического сырья. Последние появились уже давно, и до недавних пор у них попросту не было достойных конкурентов. Однако в последние годы изделия из пластика вытесняют с рынка своих металлических собратьев, это связано с большим количеством достоинств таких изделий.

Среди плюсов пластиковые водосточных систем хотелось бы отметить:

• Незамысловатые монтажные процедуры. Специалисты тщательно продумывают конструкционные особенности этих изделий, так что отдельные компоненты соединяются друг с дружкой без применения клеящих веществ.
• Небольшая масса. По сравнению с металлом пластик весит гораздо меньше, так что подобные конструкции не будут создавать нагрузки на постройку. Вот почему их используют не только при возведении новых жилых зданий, но также при реконструкции старых.
• Прекрасные технические показатели. Водостоки из пластика могут справиться с температурным режимом от минус сорока до плюс сорока градусов по Цельсию.

Сварка




Дуговая сварка — процесс молекулярного соединения свариваемых металлов вследствие местного нагрева их до жидкого состояния и введения жидкого присадочного металла. В результате смешивания расплавленных металлов (основного и присадочного) и совместной кристаллизации их получается новый более или менее однородный сплав, образующий шов. Этим сварка отличается от пайки и склейки, которые не образуют сплава металлов. В сварке сопротивлением (контактной) металл доводят до вязкого состояния, а присадочный металл не вводят.
Сварные соединения выполняют без ослабления соединяемых элементов, что позволяет значительно уменьшить площади поперечных сечений растянутых и изгибаемых элементов и общий расход стали на конструкции. Сварка дает возможность получить более совершенные формы конструкций и их деталей, а также существенно упростить изготовление их. Автоматическая сварка ускоряет изготовление конструкций и повышает их качество. 99% всех стальных конструкций в нашей стране изготовляют при помощи сварки. В этом отношении Россия идет впереди всех стран мира.
Русский физик акад. В.В. Петров, открывший и описавший в 1802 г. явление электрической дуги, указал на возможность использования электрической дуги для расплавления металлов. Однако только через 80 лет эта идея получила практическое осуществление и дальнейшее развитие благодаря трудам русского изобретателя H.Н. Бенардоса. В 1882—1886 гг. Н.Н. Бенардос получил патенты в России и в 10 крупнейших западных странах на способ «соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока» при помощи угольного электрода.
Инженер Н.Г. Славянов заменил угольный электрод металлическим (1890 г.), чем сильно упростил процесс сварки. Кроме того, он решил ряд других вопросов, связанных с производством сварки (защиту расплавленного металла от воздуха слоем порошкообразного вещества, механическую подачу голого электрода к месту сварки и др.). Н.Г. Славянов получил патенты на свое изобретение в России и за границей, а в 1893 г. он был награжден дипломом и золотой медалью на всемирной выставке в Чикаго.
Ученик Н.Г. Славянова лауреат Государственной премии Д.А. Дульчевский осуществил сварку медных элементов электрической дугой, погруженной в слой порошка. Свои опыты он описал в 1923 г., а в 1929 г. получил советский патент на изобретение.
Автоматическую сварку под слоем флюса, стальных строительных конструкций и многих других изделий из стали разработал и, что очень важно, широко внедрил в производство (1940 г.). Институт электросварки Академии наук Украины под руководством Героя Социалистического Труда проф. Е.О. Патона. Этот институт внес ценный вклад в дальнейшее совершенствование автоматической сварки, создание новых автоматов и полуавтоматов и в разработку новых методов сварки, например электрошлаковой, позволяющей за один проход сваривать сталь толщиной до 350 мм и более в вертикальном положении (Б.Е. Патон).
Русскими учеными сделано много других важных работ в развитии сварочной техники. Так, акад. В.Ф. Миткевич еще в 1905 г. установил возможность применения для сварки переменного (трехфазного) тока взамен постоянного, что очень широко использовано как у нас, так и за рубежом. На его же исследованиях основано и советское изобретение — многодуговая сварка под флюсом. Акад. В.П. Никитин разработал (1924—1927 гг.) оригинальную схему сварочнаго трансформатора без применения отдельного дросселя — регулятора, что значительно упростило и удешевило сварочные машины. Проф. Н.Н. Рыкалин разработал теорию распространения тепла при сварке металлов. Много сделал для развития сварочного производства проф. Г.А. Николаев. Можно назвать еще многих, кто внес ценный вклад в развитие теории и практики сварочного производства.

В Норильске восстановлено больше половины крыш, сорванных в марте штормом




Более половины кровель, сорванных штормом в Норильске в марте, отремонтированы, сообщает мэрия города.

Ранее сообщалось, что двадцать первого и двадцать третьего марта в Норильске прошел шторм с порывами ветра до сорока метров в секунду. Власти объявили режим чрезвычайной ситуации. Помимо крыш были повреждены светофоры, окна, выведены из строя некоторые объекты инженерной инфраструктуры, нанесен ущерб пятидесяти объектам муниципальной собственности. Из-за обрушения кровли погибла женщина.

«Из ста пятидесяти семи крыш многоквартирных домов, поврежденных штормовым ветром, в настоящее время отремонтированы девяносто три. Еще двадцать — включены в план капитальных ремонтов», — говорится в сообщении.

По информации властей из одиннадцати поврежденных фасадов работы завершены на шести. Замена и ремонт окон и дверей выполнены на семи из восьми объектах. Наиболее сильные повреждения зафиксированы на станции скорой медицинской помощи. Ремонты на объекте продолжаются. Кровля закрыта по временной схеме.

В мэрии сообщили, что завершить восстановительные работы планируется к первому июля.

Лено-Вилюйская россыпная провинция




Эта россыпная провинция, подробно описанная А.В. Округиным, пространственно совпадает с областью распространения мезозойских терригенных отложений Вилюйской синеклизы и Предверхоянского (Ленского) прогибов. Минерагенический профиль провинции определяют незначительные по масштабам россыпи и россыпные проявления золота и платины, представленные в основном концентрациями мелкого и тонкого металла в аллювии рек высокого порядка, поступавшего из области сопредельных поднятий Алданского щита и Оленекского и из подстилающих терригенных пород. Таковы россыпи МПГ участков Крестяхский, Сунтарский, Кемпендяйский и др. в долине р. Вилюя, россыпные проявления рек Тюнг, Линде, Тонго-Чыбыда, Кенкеме и др. Все они, как правило, являются комплексными, причем платина сопутствует золоту, составляя 1-5% от всей массы ценного металла, редко достигая 30-40%. Суммарное содержание благородных металлов в россыпных проявлениях редко превышает первые сотни мг/м3. Золото «вилюйского типа» отличается широкими вариациями пробности — 680-960, а в платиновометалльном парагенезисе, при доминировании родисто-железистой платины, которой сопутствуют минералы Ru-Ir-Os состава, характерно практически полное отсутствие сульфидов.

Отмеченные концентрации золота и платины, подробно изученные Э.Д. Избековым, В.А. Филипповым и 3.С. Никифоровой, В.А. Округиным, представляют собой типичные россыпи дальнего сноса, образовавшиеся за счет многократного переноса рудных минералов через систему промежуточных коллекторов юрско-мелового возраста. А.В. Округин предполагает также, что участки концентрации золота и платины контролируются выступами складчатого основания прогиба, в пределах которых подстилающий палеозойский чехол резко сокращает свою мощность или даже совсем выклинивается (например, россыпи рек Чыбыда, Тонго, Намана — в пределах Верхнесинского поднятия, а россыпи рек Линде, Тюнг -над Мунским поднятием).

Характер коренных источников россыпей в пределах провинции остается дискуссионным, но привнос основной порции золота и МПГ, по-видимому, можно связывать с юрским этапом тектоно-магматической активизации Алдано-Становой области. He исключено также, что коренные источники МПГ ассоциировали с «местными» магматитами — погребенными дайками и силами базитового и щелочно-базитового состава, локализованными в среднепалеозойских палеорифтогенных структурах восточной окраины платформы. Об этом, в частности говорит, своеобразный родисто-железисто-платиновый тип россыпной минерализации, не характерный для «типичного» платформенного магматизма Алданского щита. Поступление золота и МПГ в четвертичные россыпи осуществлялось через разновозрастные промежуточные коллекторы.

Как золото, так и платина представлены в россыпях мелкими и тонкими чешуйчатыми зернами, причем золото, как более ковкий металл, часто образует тороидальные и «монетовидные» формы, возникающие при эоловой обработке зерен. Характерно также присутствие золотин псевдорудного облика с «вдавленными» зернами кварца как результат литостатического давления в древних осадочных толщах. По мнению представителей Якутской геологической школы (В.И. Филиппов, З.С. Никифорова), детально изучавших Лено-Вилюйскую россыпную субпровинцию, на формирование четвертичных россыпей оказали большое влияние также эоловые процессы, протекавшие в условиях холодных тундростепей перигляциальной зоны.

Расчет основных параметров асфальтоукладчиков




При проектировании АУ основными расчетами являются тяговый расчет и баланс мощности. Исходными параметрами для расчетов являются ширина и толщина укладываемого слоя АБ смеси, производительность технологического процесса. Расчеты предусматривают определение основных параметров машины и отдельных рабочих органов, выполнение тягового расчета в рабочем и транспортном положениях, расчеты гидравлической системы машины, в том числе привода рабочего хода и рабочих органов, а также гидрооборудования для управления рабочими органами.
Тяговый расчет. При работе АУ возникают следующие сопротивления:
1) перемещению АУ;
2) перемещению призмы волочения смеси;
3) перемещению груженого автосамосвала;
4) сил трения рабочих органов по поверхности смеси;
5) сил инерции АУ и автосамосвала при движении после их остановки.
Привод АУ должен развивать тяговое усилие Т, которое преодолевает общую силу сопротивления


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

Общая сила сопротивления W включает следующие составляющие:
1) сопротивление (Н) перемещению АУ как тележки


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где Gу, Gсм — силы тяжести АУ и смеси в бункере, Н;
f1 — коэффициент сопротивления перемещению по основанию или нижнему слою асфальтобетона, f1 = 0,03…0,07;
i — наибольший продольный уклон, i = 0,03…0,07;
2) сопротивление (Н) перемещению призмы волочения перед рабочими органами укладчика


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где μ2 — коэффициент внутреннего трения смеси, μ2 = 0,7…0,8;
Gпр — сила тяжести смеси в призме волочения, Н.
Сила тяжести призмы (кН)


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где ρн — насыпная плотность укладываемой смеси, ρн = 1,8 т/м3;
В — ширина укладываемого слоя, м;
hпр — высота призмы, м;
3) сопротивление (Н) перемещению груженого автосамосвала


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где Gc, Gcм — силы тяжести автосамосвала и смеси в самосвале, Н;
4) сопротивление (Н) силам трения рабочих органов по укладываемой смеси


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где μ1 — коэффициент трения скольжения рабочих органов по смеси, μ1 = 0,5…0,6;
Ср — сила тяжести рабочих органов, Н;
5) сопротивление (Н) сил инерции АУ и автосамосвала при возобновлении движения после вынужденных остановок


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где vр — рабочая скорость АУ, м/с;
tраз — время разгона до рабочей скорости, tраз = 1… 2 с.
Общее сопротивление


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

Для обеспечения работы АУ без пробуксовки необходимо проверить возможность его передвижения по условиям сцепления, используя уравнение тягового баланса. Должно выполняться условие


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где φсц — коэффициент сцепления движителя с основанием, φсц = 0,3…0,5.
Производительность АУ можно оценить в двух вариантах:


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

или


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где кв — коэффициент использования рабочего времени, кв = 0,85…0,90;
ру — плотность уплотненного материала, т/м3;
hсл — толщина укладываемого уплотненного слоя, м.
В расчетах эксплуатационных характеристик механизмов (вместимости бункера, производительности пластинчатого питателя, производительности шнека) следует учитывать необходимость согласованности их работы. Необходимая вместимость (м3) бункера


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где tп — продолжительность паузы между разгрузками смеси из автосамосвала в бункер, tп = 2,0…2,5 мин;
кн — коэффициент наполнения бункера, кн = 0,6…0,7.
Производительность (т/ч) пластинчатого питателя


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где bп — ширина питателя, м;
hщ — высота щели между питателем и заслонкой, м;
vп — скорость ленты питателя, м/мин.
Суммарная производительность двух питателей должна составлять 1,5 П1, тогда при выбранной скорости vп высота щели (м) питателя


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где кп — скоростной коэффициент производительности, кп = 0,8;
i — число питателей, i = 2.
Производительность (т/ч) распределительного шнека


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где кп — коэффициент снижения производительности из-за проскальзывания и прессования смеси, кп = 0,9;
кз — коэффициент заполнения сечения, кз = 0,7;
Dш — диаметр шнека,


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

tш — шаг шнека, tш=Dш;
nш — частота вращения шнека, nш = 70…80 об/с.
Производительность шнека должна быть не меньше производительности одного питателя:


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

Баланс мощности. При определении мощности силовой установки АУ следует учитывать мощность, идущую на преодоление сопротивлений перемещению, а также мощности приводов отдельных механизмов: пластинчатых питателей, шнеков, трамбующих брусьев, вибрационных плит и вспомогательных механизмов.
Общая мощность двигателя АУ является суммой мощностей, расходуемых на обеспечение необходимых тяговых характеристик, а также мощности, необходимой для привода всех механизмов,


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где nп, nш, nб, nпл — число питателей, шнеков, трамбующих брусьев и вибрационных плит соответственно.
Транспортную скорость АУ определяют по выбранной мощности двигателя.
Мощность, затрачиваемую на передвижение АУ (кВт), определяют по формуле


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где ηт — КПД трансмиссии АУ.
Мощность привода питателя расходуется на перемещение и подъем материала, а также на преодоление сил внутреннего трения, возникающих при перемещении смеси питателем в бункере.
При горизонтальном расположении питателя его мощность привода (кВт) находят из выражения


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где кд — коэффициент динамичности, кд = 1,2…1,3;
Wп — сила сопротивления перемещению смеси и цепей со скребками, Н;
vц — скорость движения цепи питателя, vц = 0,5…0,6 м/с;
ηпп — КПД привода питателя, ηпп = 0,9.
Силу сопротивления (Н) перемещению определяют по формуле


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где ωст — коэффициент сопротивления транспортированию смеси, ωст = 0,2…0,3;
L — длина транспортера-питателя, м.
Мощность привода (кВт) распределительного шнека


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где кр — коэффициент, зачитывающий расход смеси, кр = 0,6;
ксм — коэффициент, учитывающий технологические характеристики смеси, ксм = 5;
кз — коэффициент запаса, учитывающий подпор смеси иод действием питателя, к3= 1,5;
Lш — максимальный путь перемещения смеси вдоль шнеков по ширине (для двух шнеков Lш = В), м;
ηпш — кпд привода шнека, ηпш = 0,9 .
Мощность привода трамбующего бруса расходуется на преодоление сил трения бруса о смесь и выглаживающую плиту, а также на преодоление сил сопротивления смеси при ее уплотнении трамбующим брусом.
Сила трения (Н) трамбующего бруса о смесь при его возвратно-поступательном движении


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где μ1 — коэффициент трения бруса по смеси, μ1 = 0,5…0,6;
Wпр — сила сопротивления перемещению призмы смеси перед брусом, Н (для ее оценки используют формулу (4.3)).
Сила трения бруса (Н) о выглаживающую плиту


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где fпл — коэффициент трения трамбующего бруса о плиту, fпл = 0,2…0,3;
Sпр — усилие поджимной пружины, Н.
Для упрощения расчета не учитывают давление пружины, т.е.


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

Таким образом, общая сила трения (Н) складывается из сил, выраженных формулами (4.22) и (4.24):


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

Работа (Дж) общей силы трения за один оборот дебалансного вала привода трамбующего бруса


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где е — эксцентриситет дебалансного вала, е = 0,005…0,007 м.
Работу (Дж) но уплотнению брусом смеси (также за один оборот вращения дебалансного вала) находят из выражения


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где Руп — вертикальная сила давления бруса на смесь при ее трамбовке, Н,


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

руп — удельное сопротивление смеси воздействию бруса при уплотнении, руп = 10 кПа;
Sбр — площадь контакта трамбующего бруса со смесью, м2;


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

В — длина бруса (ширина уплотняемой полосы), м;
tн — толщина ножа, равная ширине кромки борта бруса (поскольку смесь частично уплотняется скосом бруса), tн = 0,015 м.
Суммарная работа трамбующего бруса складывается из суммы работ по формулам (4.26) и (4.27):


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

С учетом (4.28) мощность (кВт), расходуемая на работу трамбующего бруса,


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где βнн — коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки из-за сил инерции и силы тяжести бруса, βнн = 1,3… 1,4 ;
nб — частота вращения вала привода, nб = 25…35 об/с; ηпб — КПД привода бруса.
Мощность (кВт): привода вибрационной плиты


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

где куд — размерный коэффициент пропорциональности, куд = 1,2…1,6 кВт/м2;
Sпл — площадь контакта виброплиты с асфальтобетоном, м2;
lпл — длина плиты, м;
bпл — ширина плиты, м.
Мощность привода вспомогательных механизмов (топливного насоса, мешалки, воздуходувки системы обогрева выглаживающей плиты)


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

Для тяжелых и сверхтяжелых АУ целесообразно принять


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

Зная мощности, расходуемые на передвижение АУ и работу всех его механизмов, выбирают дизельный двигатель так, чтобы


Расчет основных параметров асфальтоукладчиков

Подготовка смесей к прессованию




Порошки карбидов, применяемых при производстве твердых сплавов, отличаются весьма малой пластичностью. Поэтому в смесь карбидов с цементирующим металлом вводят пластифицирующие вещества, которые улучшают текучесть смеси и обеспечивают смазку зерен, уменьшая трение между ними. Введение пластификатора уменьшает усилия прессования. Удельное давление прессования во многом зависит от количества и качества пластификатора.

Пластификаторы должны обладать следующими свойствами:

а) хорошо смачивать зерна порошков смеси;

б) легко растворяться в органическом растворителе;

в) удаляться без следов примесей из спрессованной заготовки при нагревании до температуры 600— 750° С;

г) увеличивать прочность спрессованного изделия;

д) не оказывать химического воздействия на компоненты смеси;

е) не оказывать токсического воздействия на обслуживающий персонал.

Перечисленным требованиям удовлетворяют: раствор синтетического каучука в бензине, раствор глицерина в спирте, парафин или его раствор в бензине, раствор гликоля в спирте, раствор камфоры в бензине, олеиновая кислота.

В отечественной промышленности самый распространенный пластификатор — раствор синтетического каучука в бензине. Преимущество этого пластификатора заключается в том, что он придает смеси хорошую текучесть, обеспечивает высокую прочность заготовок при значительной скорости прессования. Недостатки пластификатора: каучук неполностью удаляется из изделия, оставляя после спекания до 0,1—0,2% свободного углерода, при длительном хранении ухудшаются клеящие свойства каучука. Поэтому в последнее время в качестве пластификатора все чаще начинают применять парафин.

Применение парафина дает возможность существенно повысить давление прессования без появления «расслоя», благодаря чему можно изготавливать изделия с весьма высокой плотностью.

Изделия, изготовленные из смесей с парафином, имеют гораздо большую прочность и обладают лучшей обрабатываемостью по сравнению с изделиями, изготовленными из смесей с добавкой любого другого пластификатора.

Однако у парафина также имеются некоторые недостатки: меньшая эластичность и клейкость по сравнению с каучуком, что создает препятствие для прессования смеси с ним на прессах с быстрым приложением давления; невозможность использования прессов-автоматов из-за малой текучести порошка смеси; необходимость использования дополнительного специального печного оборудования для удаления парафина перед окончательным спеканием изделий. Все эти причины несколько сдерживают применение парафина в качестве пластификатора.

Остальные пластификаторы (гликоль, камфора, олеиновая кислота) имеют тот существенный недостаток, что прочность заготовок, полученных с их применением, слишком низка.

Компактные материалы тугоплавких окислов




Чистые тугоплавкие окислы, как, например, BeO, Al2O3 и ZrO2 и окисные соединения — такие, как силикаты и алюминаты, сочетают обычно хорошую стойкость против окисления с высокой жаропрочностью. Во время второй мировой войны европейские исследования в этой области привели к развитию материалов — заменителей высоколегированной стали, т. е. заменителей сплавов, которые применяют при температурах ниже 800°.

В США в настоящее время разрабатывают материалы, выдерживающие температуру 1100° и выше. При таких температурах, как следует из табл. 188, керамические материалы показывают значительно более высокую прочность, чем самые лучшие высокотемпературные сплавы (так называемые суперсплавы), особенно если их сравнивать по отношению прочности к удельному весу.

Однако практическое применение материалов из окислов в ряде случаев (например, для лопаток турбин) сильно ограничено их хрупкостью и особенно их низкой термостойкостью (см. табл. 170). Для устранения этих специфических недостатков были разработаны весьма перспективные композиции из окислов и металлов, которые по аналогии с твердыми сплавами были названы сплавами окислов с вспомогательными металлами или сцементированными окислами. В табл. 188, по Рышкевичу, приведены данные о жаропрочности и удельных весах отдельных окислов.

Кратковременная прочность лучших «суперсплавов» при 1000° лежит, ниже 26,5 кг/мм2; удельный вес этих сплавов больше чем вдвое превышает удельный вес окиси алюминия и окиси циркония. Приведенные в табл. 188 значения показывают, что уже при 1000° окислы превосходят «суперсплавы» по так называемой относительной прочности (отношение прочности к удельному весу).



Из окислов, приведенных в табл. 188, окись алюминия, окись циркония и окись тория имеют низкие значения теплопроводности и соответственно этому незначительную термостойкость. Применение окиси тория ограничивается, кроме того, ее высокой ценой и высоким удельным весом. Хотя окись бериллия является электрическим изолятором, она имеет сравнительно высокую теплопроводность (закон Видемана—Франца не применим для неметаллических материалов), так что термостойкость BeO удовлетворительна. Однако химическая устойчивость этого окисла (особенно по отношению к другим окислам) невысока. Кроме того, окись бериллия в присутствии водорода обладает высокой летучестью.

Таким образом, ни один из названных окислов в чистом виде не может применяться для таких деталей, как, например, лопатки газовых турбин. Однако они находят практическое применение в качестве материала для тиглей, защитных пирометрических трубок и т. п.

Так называемая стабилизированная окись циркония состоит из переплавленной в электропечи ZrO2 с присадками CaO, Y2O3 или других окислов щелочноземельных металлов и кристаллизуется в кубической решетке. Окись циркония применяют в качестве огнеупоров в высокотемпературных печах, в теплоизоляторах и в элементах сопротивления до температур 2400°.

Система ZrO2 — Y2O3 изучена в работе.

При исследовании различных составов систем BeO—MgO—ZrO2; BeO—Al2O3—ZrO2; BeO—Al2O3—ThO2 установлено, что материалы с высоким содержанием BeO обнаруживают сравнительно удовлетворительную термостойкость. Эти материалы (4811C и 16021Т в табл. 189) сохраняют свою прочность даже после десятикратного резкого охлаждения с 930° в струе холодного воздуха. Материал 4811C имеет при 980° кратковременную прочность 13,4 кг/мм2. Это наиболее высокое значение из всех исследованных систем окислов. Отношение прочности этого материала к удельному весу (3,0 г/см3) выше, чем у суперсплавов. Составы, удельные веса и длительная прочность этих материалов представлены в табл. 189. Там же приводятся данные для силиманита, имеющего примерно такую же кратковременную прочность (при удельном весе 2,8 г/см3), как и материал 4811C.



В табл. 189 даны также значения так называемой относительной прочности, т. е. прочности, «приведенной» к относительному удельному весу испытуемого материала (за единицу принят удельный вес сплава HS-30, или 422-19—8,3 г/см3). Это позволяет непосредственно сравнивать прочность различных жаропрочных материалов с учетом их удельного веса.

В табл. 190 представлены характеристики ползучести исследованных керамических материалов в сравнении со значениями прочности типичного высокожаропрочного сплава 422-19 (HS-30), причем представлены также и величины относительной прочности. Уже при 870° предел ползучести керамических материалов выше предела ползучести суперсплавов; особенно ярко это выявляется при сравнении величин относительной прочности.



Материал 4811C превосходит другие исследованные керамические материалы. Максимальная прочность этих материалов для принятой продолжительности испытания (не менее 160 час.), составляет при 820 и 930° 9,8 кг/мм2; при 980° 12,7 кг/мм2; при 1040° 11,3 и при 1150° 4,2 кг/мм2. Другие исследованные авторами керамические материалы показали длительную прочность порядка 12,0—12,7 кг/мм2 при 980°, но с резким падением этих значений при более высоких температурах.

Лопатки ротора из материала 4811C и силиманита были испытаны в опытной турбине.

Хрупкость обоих материалов не позволила использовать лопатки обычной стандартной формы (применяемой для металлов); была разработана специальная конструкция, показанная на рис. 251.

Наиболее длительный опыт с силиманитовыми лопатками продолжался 38 час. при температуре 940° и скорости 8700 об/мин. Лопатки разрушались вследствие концентрации напряжений; улучшение их конструкции может значительно увеличить срок службы.

Испытания лопаток из материала 4811С показали, что этот материал можно применять при 980° и 14000 об/мин (максимальная скорость 225 м/сек). После 50-часового испытания в этих условиях опытные лопатки разрушились от термического удара, вызванного нарушениями подачи воздуха. Такого рода воздействия быстрого охлаждения нужно ожидать и при практической эксплуатации; поэтому неудовлетворительная термостойкость является, повидимому, главным фактором, исключающим применение керамических материалов для лопаток газовых турбин и других подобных назначений.

Недавно Ланг разработал материал на основе BeO-Al2O3-TiO2. Можно ожидать, что этот материал будет обладать повышенной термостойкостью, так как он сочетает хорошую теплопроводность BeO с низким коэффициентом линейного расширения титаната алюминия.