LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розробка струменеформуючих пристроїв для розрізання матеріалів легкої промисловості гідро- та гідроабразивним струменем

механізмів формування високошвидкісного гідро- та гідроабразивного струменя, шляхом цілеспрямованої зміни конструктивних параметрів струменеформуючих пристроїв можна прогнозувати кінцевий результат процесу розкрою та забезпечити розрізання широкого асортименту матеріалів легкої промисловості.

2. Запропонована математична модель взаємодії високошвидкісного струменя рідини з матеріалом, що розрізається.

3. Вперше розроблено та досліджено математичну модель формування різального гідроабразивного струменя з локальною закруткою твердої фази на вході в канал прискорюючого насадка.

Практичне значення одержаних результатів.

  • Розроблено інженерні методи оцінки впливу конструктивних параметрів струменеформуючих пристроїв на величину подачі матеріалу при повному його прорізанні.

  • Розроблено метод і алгоритм розрахунку конструктивних параметрів струменеформуючих пристроїв гідрорізного устаткування для розрізання матеріалів легкої промисловості зі специфічними фізико-механічними властивостями;

  • Запропоновані та досліджені конструкції струменеформуючих пристроїв, які забезпечують високопродуктивне розрізання матеріалів легкої промисловості високошвидкісним струменем рідини;

  • Розроблено принципово нову конструкцію струменеформуючого пристрою, яка забезпечує ефективне формування високошвидкісного гідроабразивного струменя з заданими енергетичними параметрами;

  • Запропоновані практичні рекомендації щодо отримання високого тиску робочої рідини для створення високошвидкісного гідро- та гідроабразивного струменя.

  • Практична цінність отриманих результатів підтверджена 2 авторськими свідоцтвами.

  • Результати дисертації використовуються в навчальному процесі.

    Особистий внесок здобувача полягає у виборі теми дисертації, постановці та вирішенні основних теоретичних та експериментальних задач дисертації. За безпосередньою участю автора розроблено методики досліджень та теоретичні основи проектування нових конструкцій високоефективних робочих органів гідрорізного обладнання, запропоновано інженерні методи проектування струменеформуючих пристроїв, виконано теоретичні та експериментальні дослідження. Автору належать основні ідеї опублікованих праць, аналіз та узагальнення одержаних результатів.

    Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертації доповідались, обговорювались і отримали позитивну оцінку на: науковій конференції молодих вчених та студентів КНУТД (м. Київ 2005 р.); ювілейній міжнародній науковій конференції "Інноваційні технології – майбутнє України" (м. Київ 2005 р.); українсько-польській науково-технічній конференції молодих науковців (м. Хмельницький 2006 р.); ювілейній міжнародній науково-технічній конференції "Сучасні екологічно безпечні тепломасообмінні процеси в технологіях легкої промисловості" (м. Київ 2006 р.)

    Дисертація доповідалась повністю і одержала позитивну оцінку на міжкафедральному науковому семінарі кафедри "Машини легкої промисловості" Київського національного університету технологій та дизайну (26 грудня 2006 р.)

    Публікації. Основні положення і результати дисертації опубліковані в 8-и роботах, серед них 3 статті у фахових наукових виданнях, 3 – у збірниках наукових конференцій та 2 авторських свідоцтва.

    Структура дисертації. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел (133 найменуванння) і додатків. Основний текст дисертації викладено на 131 сторінці друкованого тексту, вміщує 34 рисунки, 5 таблиць.Повний обсяг дисертації складає 183сторінки, включаючи 9 додатків.


    ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ


    У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, визначена мета, сформульовані задачі досліджень, подано наукову новизну і практичну цінність отриманих результатів, наведено відомості про апробацію, публікації і структуру дисертації.

    У першому розділі проведено аналіз способів розрізання матеріалів легкої промисловості. Встановлено, що в даний час на підприємствах легкої промисловості використовуються як традиційні способи розкрою – вирубка деталей на пресах, розкрій на машинах з різними типами ножів, розкрій в штампах, так і нетрадиційні – гарячим повітрям, електричною іскрою, променем лазера, струменем рідини, мікроплазмою, ультразвуком. Традиційні способи розкрою є високоефективними для масового виробництва, а в умовах сучасного ринку з частою зміною асортименту виробів доцільно використання нетрадиційних способів розкрою. В останній час на зарубіжних підприємствах легкої промисловості для розкрою матеріалів все більше застосовується високошвидкісний гідрострумінь. А використання матеріалів зі специфічними фізико-механічними властивостями потребують збільшення енергії гідроструменя, що досягається введенням в струмінь абразивних частинок.

    Устаткування для розрізання матеріалів гідро- та гідроабразивним струменем, як у нас такі закордоном, знаходиться в стадії розробки, що стримує широке запровадження даного способу в підготовчо-розкрійному виробництві.

    Показано, що на продуктивність гідро- та гідроабразивного різання значною мірою впливають умови формування високошвидкісного струменя рідини, та струменя рідини, що містить абразивні частинки. Ці умови залежать від конструктивних параметрів струменеформуючих пристроїв. Існуючі в наш час струменеформуючі пристрої гідрорізного устаткування мають різноманітні конструкції, які відрізняються струменеформуючими соплами, способами їх встановлення, шляхом підведення та складу абразиву.

    Експериментальним дослідженням устаткування для гідрорізання до теперішнього часу приділялося недостатньо уваги. У той же час, як показали експериментальні дослідження, за рахунок застосування елементів струменеформуючих пристроїв раціональних параметрів можна збільшити швидкість різання в 2 - 2,5 рази. Найбільш точними і ефективними методами дослідження, що дозволяють до того ж уточнити фізичну картину течії, є методи математичного моделювання.

    На основі аналізу стану питання була визначена мета дисертаційної роботи та сформульовані задачі дослідження.

    Другий розділ присвячено розробці базових основ фізичної моделі ріжучих властивостей гідро- та гідроабразивного струменів. При моделюванні процесу руйнування матеріалу високошвидкісним гідроструменем розглядали дві основні стадії: 1- деформація поверхні з ущільненням матеріалу без втрат маси, 2- утворення і злиття тріщин, винос матеріалу. Приймаючи припущення, та зводячи задачу на першій стадії до визначення глибини проникнення струменя в матеріал через стиск поверхні пружного напівпростору, та знаходячи еквівалентну гідродинамічну силу, що руйнує матеріал, на другому етапі, а також враховуючи втрати тиску струменя на тертя об бічні стінки вирізу, визначили швидкість подачі V матеріалу товщиною h при його повному прорізанні:


    , (1)


    де Rс – радіус каналу струменеформуючого сопла; t – час проникнення струменя в матеріал на першому та другому етапах; ср – густина робочої рідини; р1 – динамічний тиск струменя на виході з


  •