Разработка и анализ функциональных возможностей ультраструйной активации гидротехнологических сред для механообрабатывающего производства

• Автор: Пузаков, Вячеслав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.03.01, 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 209 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Глава 1. Особенности применения и основные методы повышения эффективности гидротехнологических сред ГТС

1.1. Функциональное назначение и классификация ГТС.

1.1.1. ГТС неотъемлемый фактор машиностроительного производства

1.1.2. Применение и функциональные свойства ГТС

1.2. Сравнительный анализ методов повышения эффективности ГТС

1.2.1. Активация и реновация резервы повышения качества ГТС

1.2.2. Основные способы активации и их классификация.

1.2.3. Результативность механофизической активации

1.3. Ультразвуковая обработка гидротехнологических сред

1.3.1. Физические принципы ультразвуковой гидротехнологии
1.3.2. Возможности ультразвуковой гидротехнологии
1.3.3. Ультразвуковая обработка смазочноохлаждающих жидкостей
1.4. Ультраструйные гидротехнологии.
Цель и постановка задач исследования.
1.4.1. Классификация операционных гидроструйных технологий.
1.4.2. Технология гидроструйного резания материалов
1.4.3. Технологическое оборудование для гидрорезания.
1.4.4. Особенности и преимущества ультраструйной активации.
1.4.5. Цель и постановка задач исследования
Глава 2. Методическое обеспечение теоретических
и экспериментальных исследований ультраструйной
обработки УСО ГТС
2.1. Общий методический план выполнения исследований
2.1.1. Основные этапы изучения факторов УСО
2.1.2. Структура теоретических и экспериментальных исследований
2.2. Статистическая обработка результатов исследований
2.3. Особенности применения метода экспертного оценивания.
2.3.1. Решаемые методом экспертного оценивания задачи
2.3.2. Обеспечение процедуры анкетирования.
2.4. Технологическое обеспечение экспериментальных исследований.
2.4.1. Применяемое гидроструйное оборудование и оснастка.
2.4.2. Методика проведения ультраструйной обработки
2.5. Оценка трибологических параметров ГТС
2.6. Диагностическое обеспечение УСО методом акустической эмиссии.
2.6.1. Используемая аппаратура и регистрируемые параметры
2.6.2. Методика акустикоэмиссионного диагностирования.
Глава 3. Экспертный анализ и теоретическое изучение физикотехнологических факторов УСО
3.1. Оценка физикотехнологического подобия УСО другим
операционным технологиям.
3.1.1. Анализ комплексного подобия методом экспертных оценок.
3.1.2. Экспертное определение информационнодиагностического подобия
3.2. Факторы влияния и энергетические превращения при УСО.
3.2.1. Основные физические факторы влияния.
3.2.2. Уравнения энергетического баланса.
3.2.3. Оценка слагаемых энергетического баланса
3.3. Вероятностная математическая модель акустического излучения.
3.3.1. Источники акустической эмиссии при УСО.
3.3.2. Вероятностный анализ волновой динамики ультраструй
3.3.3. Обобщенная модель генерации волн акустической эмиссии
Глава 4. Имитационное моделирование и экспериментальное изучение факторов УСО
4.1. Моделирование волновых процессов в зоне обработки методом
МонтеКарло
4.1.1. Особенности процедуры имитационного моделирования.
4.1.2. Результаты имитационного моделирования и их анализ
4.2. Анализ волновой динамики УСО методом акустической эмиссии
4.2.1. Оценка информативности волновых параметров обработки
4.2.2. Влияние давления истечения струи на параметры акустической эмиссии
4.3. Влияние ультраструйной активации на функциональное действие
и эксплуатационные свойства ГТС .
4.3.1. Изменение физикохимических свойств ГТС.
4.3.2. Ультраструйное диспергирование масляных эмульсий
4.3.3. Трибологические свойства ГТС
4.4. Влияние УСО на микробиологические свойства ГТС.
4.4.1. Стерилизующий эффект УСО
4.4.2. Бактериальные свойства обработанной воды
Глава 5. Практическое применение результатов исследований и перспективы развития ультраструйной технологии.
5.1. Опытнолабораторная апробация ультраструйной
обработки промышленных ГТС.
5.1.1. Повышение трибологических свойств СОЖ.
5.1.2. Ультраструйная утилизация жидкофазных
промышленных отходов
5.1.3. Влияние УСО на биологическую активность воды
5.1.4. Медикофармацевтические аспекты УСО.
5.2. Рекомендации по применению УСТ в промышленном
производстве, перспективы развития.
5.2.1. Рациональная область использования УСО
5.2.2. Технологические рекомендации по применению УСО
5.2.3. Возможное расширение области практических
приложений УСТ
5.2.4. Направления дальнейших исследований.
Общие выводы.
Список литературы


Физическая природа, энергоемкость и продолжительность время этих воздействий, в зависимости от решаемой задачи и конкретных производственных условий может быть весьма различна. В результате этих воздействий у ГТС повышаются функциональные параметры, появляются новые положительные потребительские свойства и т. Таким образом, активация ГТС, в широком понимании данного термина, является важным резервом повышения эффективности и надежности значительного числа операционных технологий, в первую очередь в металлообработке. Причем затраты на реализацию процесса активации традиционных ГТС могут быть существенно меньшими, чем на разработку новых ТС при их одинаковых эксплуатационных параметрах. К сожалению, на сегодняшний день общая физическая теория и рациональная методология активации находится еще в состоянии разработки. Сложность и многосторонний характер физикохимических процессов, протекающих в ГТС при активации, их специфичность по отношению к различного рода материалам, участвующим в металлообработке, разнообразие возможных условий применения в большинстве случаев не дают возможности сформулировать универсальные рекомендации по использованию того или иного метода активации. В силу этих причин технологические режимы работы активационных установок и устройств определяются главным образом экспериментально, исходя из некоторых эмпирических правил. Методы количественного расчета параметров активации еще не созданы, однако уже сформировались принципы и взгляды общего характера на механизм активации, суть которых состоит в следующем. Подвод энергии к ТС извне способствует преодолению атомами и молекулами активируемой среды потенциального барьера, препятствующего их требуемому взаимодействию с контактными поверхностями в зоне структуро и формообразования. Кинетическая и потенциальная энергии частиц ТС при активации могут достигать величин, при которых ослабляются или разрываются внутримолекулярные связи в молекулярных структурах ГТС. Компоненты ТС переходят в некоторое метастабильное состояние активированный комплекс, характеризующееся повышенной способностью проникать на контактные поверхности и образовывать химические смазочные структуры и пленки. В общем механизме активации следует выделить электрохимические аспекты активации, поскольку они связаны не с объемными изменениями активируемой ТС, а ориентированы на целенаправленную реализацию поверхностных требуемых физикохимических процессов в зоне контактного взаимодействия инструмента с деталью. Подвод энергии к активируемой ТС извне может осуществляться физическим полем и энергетическим воздействием различного рода, в связи с чем предоставляется возможность классифицировать известные, изученные методы активации и наметить пути становления новых. При этом, не исключается использование комбинированных методов активации, сочетающих различные типы активирующих воздействий на ГТС. Вторым, иногда более важным, чем активация, аспектом повышения качества и потребительских свойств ГТС является возможность реновации восстановления их функциональных параметров. Это обусловлено не только очевидными техникоэкономическими причинами, но и экологическими проблемами, возникающими при утилизации отработавших период эксплуатации ГТС. Поэтому реновационная способность ГТС является важной, имеющей все большую значимость, характеристикой их качества. Анализ показывает, что во многом физикохимические механизмы активации и реновации ГТС похожи, вплоть до аналогичных вариантов технической реализации, например воздействие СВЧ излучения. Поэтому дальнейший анализ технологических особенностей основных методов активации будем проводить, учитывая возможность реализации их реновационного потенциала. Однако вполне очевидно, эффективность практического применения результатов ее решения во много раз превысит затраты на необходимые исследования и техникотехнологическое обеспечение. Наиболее известные и распространенные базовые способы и методы активации ГТС, которые характеризуются различной физикохимической природой, уровнем энергетического воздействия и др. На рис. Рис. ГТС.