Недостатком рассмотренных ВЭС является слабое использование энергии ветра, что определяет ее низкий КПД, используется только часть энергии ветра, та ее часть которая дует с одной стороны от оси вращения, с другой стороны ветер дует против вращения лопастей. Предлагается увеличение КПД ветровой энергетической установки путем использования большей части потока ветра [6].
ВЭС состоит: из вертикальной оси 1 (Фиг.8.), которая жестко установлена в корпусе- основании 2. На оси 1 установлены четыре втулки 3 с возможностью свободного проворота, к втулкам 3 в диаметральном направлении прикреплены распорки 4, к которым прикреплены вертикальные лопасти ветрового ротора 5 и 6. Лопасти 5 крепится к распоркам двух втулок 3, которые находятся по краям оси 1, лопасти 6 крепятся к распоркам 4 двух других втулок 3. Лопасти 5 повернуты так, чтобы при воздействии ветра вращаться по часовой стрелке. Лопасти 6 повернуты так, чтобы при воздействии ветра вращаться против часовой стрелки. Лопасти 5 и 6 ставятся на разном расстоянии от оси 1, так чтобы не мешать взаимному вращению в разные стороны. На нижней втулке 3 оси 1 соосно и жестко установлено зубчатое колесо 7, кинематически связанное с зубчатым колесом 8, жестко установленным на валу 9 статора 10 генератора. Вал 9 вращается в подшипнике 11, внешнее кольцо которого жестко закреплено на оси 1. На соседней втулке 3 установлено зубчатое колесо 12, кинематически связанное с зубчатым колесом 13, жестко установленным на валу 14 ротора 15 генератора. Вал 14 вращается в подшипнике 16, внешнее кольцо которого жестко закреплено на оси 1.
ВЭС работает следующим образом. На лопасти 5 и 6 ветровых роторов набегает ветер, они начинают вращаться в разные стороны. Лопасти 5 через свои распорки 4 вращают нижнюю втулку 3, вместе с ней зубчатое колесо 7, зубчатое колесо 8, которое в свою очередь вращает статор 10 генератора. Лопасти 6 через свои распорки 4 вращают свою втулку 3 с зубчатым колесом 12, зубчатым колесом 13, которое вращает ротор 15 генератора. Но ротор 15 генератора вращается в другую сторону относительно направления вращения статора 10 генератора. Общая частота вращения ротора 15 и статора 10 генератора равна сумме их частот вращения. Генератор вырабатывает электроток.
Применение предлагаемой конструкции ВЭС позволит увеличить КПД, так как она использует более широкий поток ветра, который проходит с обеих сторон от оси, так как имеет два ветровых ротора, которые вращаются в разные стороны, и каждый использует свою часть ветра.
Применение предлагаемого технического решения позволит значительно увеличить КПД ВЭС с вертикальной осью вращения, примерно в 1,5 раза. что несомненно расширит область применения подобных ВЭС.
182 Фиг. 7. – Комплекс ВЭС с одним основанием.
Напраления ветра: А- ветер дует на все лопасти 8.
В – ветер дует только на лопасти 8 одной оси 5.
Фиг.8. – ВЭС с двумя роторами, вращающимися в разные стороны.
Выводы:
В рассмотренных ВЭС применен общий принцип неподвижной вертикальной оси. Как видно из представленной статьи это позволило предложить несколько оригинальных решений, значительно повысивших эффективность использования ВЭС с вертикальной осью вращения ротора. Применение рассмотренного решения позволит значительно упростить технологию изготовления ВЭС, уменьшить их стоимость, повысить эффективность и область использования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Sandra Eriksson, Hans Bernhoff, Mats Leijon, "Evaluation of different turbine concepts for wind power", Renewable and Sustainable Energy Reviews , Volume 12, Issue 5, June 2008, Pages 1419–1434
2. Askarov E.S. Improving the operational efficiency of low pover wind system. ISSN 1068_798X, Russian Engineering Research, 2011, Vol. 31, No. 2, pp. 153–155. © Allerton Press, Inc., 2011.
3. Аскаров Е.С. Инновационный патент Казахстана № 22192 «Ветровая энергетическая система с вертикальной осью вращения ветроколеса», Бюллетень № 1 от 15.01.2010.
4. Аскаров Е.С. Заявка на патент Казахстана № 2014/0031.1. «Ветровая энергетическая система с составной вертикальной осью вращения ветроколеса», заявлено 14 .01.2014 г.
5. Аскаров Е.С. Заявка на патент Казахстана № 2014/0068.1. «Комплекс ветровых энергетических систем с вертикальной осью с одним основанием», заявлено 21 .01.2014 г.
6. Аскаров Е.С. Заявка на патент Казахстана № 2014/0067.1. «Ветровая энергетическая система с вертикальной осью вращения двух ветровых роторов», заявлено 21 .01.2014 г.
REFERENCES
1. Sandra Eriksson, Hans Bernhoff, Mats Leijon, "Evaluation of different turbine concepts for wind power", Renewable and Sustainable Energy Reviews , Volume 12, Issue 5, June 2008, Pages 1419–1434
2. Askarov E.S. Improving the operational efficiency of low pover wind system. ISSN 1068_798X, Russian Engineering Research, 2011, Vol. 31, No. 2, pp. 153–155. © Allerton Press, Inc., 2011.
3. Аскаров Е.С. Инновационный патент Казахстана № 22192 «Ветровая энергетическая система с вертикальной осью вращения ветроколеса», Бюллетень № 1 от 15.01.2010.
4. Аскаров Е.С. Заявка на патент Казахстана № 2014/0031.1. « Ветровая энергетическая система с составной вертикальной осью вращения ветроколеса», заявлено 14 .01.2014 г.
5. Аскаров Е.С. Заявка на патент Казахстана № 2014/0068.1. «Комплекс ветровых энергетических систем с вертикальной осью с одним основанием», заявлено 21 .01.2014 г.
6. Аскаров Е.С. Заявка на патент Казахстана № 2014/0067.1. «Ветровая энергетическая система с вертикальной осью вращения двух ветровых роторов», заявлено 21 .01.2014 г.
Karlybaev M. S.
Stationary vertical axis wind power system development
Abstract. The article deals with the original design project of a wind power system with a stationary vertical axis of rotation (hereinafter WPS). The design simplifies very much the WPS fabrication technology and greatly reduces its cost. WPS manufacturing modifications under review:
- High power WPSs with modularized axes
- Complex of WPSs sharing a common single foundation or base - WPSs with two rotors turning in opposite directions.
Keywords: Vertical axis wind power system, stationary axis, wind power.
183 УДК 621.762
Кисамеденова И.
Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И.Сатпаева г.Алматы, Республика Казахстан
ПОЛУЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ АL-NI МЕТОДОМ СПЕКАНИЯ
Аннотация. Так как спекание порошков является одним из простых способов получения изделий с заданным уровнем свойств, авторы статьи пришли к мнению провести эксперименты в системе металлических порошков никеля и алюминия и в биметалле Ni-Al. В этой работе были рассмотрены границы раздела между частицами никеля и алюминия. Согласно данным эксперимента мы видим, что в спресованных материалах из порошков никеля и алюминия в процессе выше 540 С начинают проявляться экзотермические эффекты, что приводят их к саморазогреву. Также было проведено исследование изменения фазового состава материалов на основе Al-Ni в зависимости от времени изотермической выдержки. Данные, которые были получены в следствии исследования хорошо коррелируют с результатами исследования стехиометрического состава фаз после различных режимов термообработки. В результате экспериментов авторы статьи получили однородные образцы, содержащие фазу Ni-Al, также получили сплав в содержании, которого есть интерметаллическое соединение Ni-Al высокой твердости.
Ключевые слова:спекание, порошки, алюминий, никеля, термография, фаза, интерметаллиды.
Спекание порошков является сравнительно простым способом получения изделий с заданным уровнем свойств. Получение материалов на основе алюминидов никеля интересует ученых и технологов уже давно, но ряд сложностей ограничивают применение этого метода для получения изделий из него. Одной из основных проблем является развитие при контакте порошков алюминия и никеля СВС процесса (само распространяющегося высокотемпературного синтеза), сопровождающегося интенсивным тепловыделением, приводящим к тому, что спекаемый материал переходит в жидкое состояние. В связи с этим требуется разработка технологических основ управления СВС процессом в данной системе и получения заданной структуры при спекании. Для этого требуется исследовать термические эффекты, сопровождающие нагрев прессовок из порошков алюминия и никеля заданного состава, изучить влияние температуры и продолжительности спекания на фазовый состав.
Исследованию кинетики диффузии в системе металлических порошков никеля и алюминия и в биметалле Ni-Al посвящена работа [1], где рассматриваются границы раздела между частицами никеля и алюминия, спекаемыми при Т = 590ºС в течение 3 ч. Показано, что образующиеся промежуточные слои в направлении от никеля к алюминию соответствуют фазам NiAl, Ni2Al3, NiAl3. Термографические исследования порошков различной дисперсности с содержанием Al 1,5; 2,5; 5 и 10 вес. % проводились в вакууме с различной скоростью нагрева. Температура начала теплового эффекта понижается с увеличением концентрации Al в смеси, а величина экзотермического эффекта растет с увеличением концентрации алюминия по линейному закону. При малых концентрациях алюминия (до 2%) тепловой эффект развивается за счет образования химических соединений в твердой фазе. При концентрациях Al 2,5-10% наиболее заметен эффект при t = 640ºС. Установлено, что увеличение размера частиц приводит к уменьшению величины экзотермического эффекта и повышению температуры его начала. На термограмме смеси Ni-5%Al наблюдалось три пика, температура начала которых 550, 675 и 830ºС. Первый пик авторы [1] связывают с образованием химических соединений в твердой фазе, второй с появлением жидкой фазы из-за плавления алюминия и дальнейшей реакции, а третий – с плавлением NiAl3 и образованием новых тугоплавких фаз. Изучение природы фаз проводилось с помощью микрорентгеноспектрального анализа области контакта частиц никеля и алюминия. Образец исследовали после спекания при 590ºС в течение 3 часов. Выявлено, что на границе раздела разнородных частиц образуется промежуточный слой, последовательность фаз в котором в направлении от никеля к алюминию таков: NiAlNi3Al2NiAl3. В работе [2] исследовался процесс спекания прессованной смеси порошков Ni+5%Al в вакууме.
При сравнительно близких к эвтектической температура образца плавно повышается, отклоняясь от температуры нагрева печи, после чего при 640ºС наблюдается резкий скачок на 400 - 600ºС и выше, в течение нескольких секунд. Температура начала эффекта и величина скачка зависят от температуры спекания, скорости нагрева и характеристики образцов. Металлографические исследования
184
прессовок в интервале 500-620ºС показывают появление участков новой фазы вокруг частиц алюминия, которая является химическим соединением NiAl3. Небольшие участки данной фазы образуются уже при 500ºС, причем начало их появления совпадает с началом экзотермического эффекта. По мнению авторов [2], процесс образования химического соединения может быть условно разделен на две стадии. Первая – образование интерметаллида NiAl3 при спекании ниже температуры эвтектики. Вторая стадия – образование химического соединения при температурах, превышающих температуру плавления эвтектики. Из-за контактного плавления на межфазной границе Al-NiAl3
образуется жидкость. При взаимодействии жидкой фазы с поверхностью твердого никеля, алюминия и фазы NiAl3 они растворяются в жидкости, образуя пересыщенный твердый раствор, это приводит к кристаллизации твердой среды и выделению большого количества тепла.
Таким образом, ранее термические эффекты, сопровождающие нагрев смеси порошков, изучались при содержании алюминия, не превышающем 10 мас. % и авторы столкнулись с тем, что даже при столь малых его количествах происходит интенсивный самопроизвольный разогрев прессовок. Для отвода тепла ими была применена стальная плита с отверстием, в которое плотно вводилась прессовка из порошков.
Промышленный интерес представляют смеси с большим содержанием алюминия, в частности нами выбраны составы, соответствующие соединениям Ni3Al - 13 мас. %Al и NiAl – 32 мас. % Al (эквиатомного состава). На первом этапе термический анализ был осуществлен с использованием
«DERIVATOGRAPHQ – 1000». Проводилось три типа экспериментов с материалами состава Ni- 32мас. %Al: с не спрессованной смесью из порошков карбонильного никеля 99,99% (10-20 мкм) и алюминия 99,9% (10-100 мкм), с гранулами размером 1-2мм, полученными дроблением прессовки, с спрессованным цельным образцом, подогнанным под размеры стандартного тигля. Нагрев материала осуществлялся со скоростью 5 0С в минуту в среде осушенного аргона.
Величина навески составляла 1000 мг. В ходе нагрева этой навески была получена кривая ДТА, характеризующаяся мощным экзотермическим эффектом, не вписавшимся в масштаб диаграммной ленты, в соответствии с рисунком 1а. Также наблюдался резкий скачок на температурной кривой.
Подъем температуры начался при 5500С, достигнув максимума при 7550С, затем температура опустилась до 5800С. Кроме вышеописанного экзотермического пика, на кривой ДТА можно отметить два крайне слабых экзотермических эффекта с вершинами при 825 и 9600С. На кривой ДТА, полученной в ходе остывания пробы, зафиксирован также очень слабый экзотермический эффект с вершиной при 7400С. Возможно, в температурной области развития основного эффекта прошли сразу несколько процессов. Наиболее весомый «энергетический вклад» можно отнести к проявлению взаимодействия между никелем и алюминием. Также не следует исключать и окислительные процессы, которые, несмотря на поддув аргона, все же имеют место. И, наконец, судя по наличию пика на кривой остывания, здесь же идет образование жидкой фазы. Остальные слабые экзотермики можно отнести также к проявлению окислительных процессов. Сростом массы навески растет и максимальная температура реакции. Начало и окончание реакции почти не зависят от массы испытуемого материала, находясь в одном температурном интервале. Для начала реакции это 550- 5800С, для окончания – 580-6050С.
Следующая дериватограмма была получена для спрессованного и раздробленного на зерна размером до 2 мм материала, состоящего из смеси порошков Ni-32мас. %Al, весом в 400 мг. На кривой ДТА проявились два интенсивных экзотермических эффекта с вершинами при 610 и 915 0С (рисунок1б). На восходящих ветвях этих эффектов зафиксированы экзотермики с вершинами при 560 и 8300С. Эти эффекты развивались на фоне увеличения массы навески. Конфигурация пиков, их сглаженные вершины, рост массы – все эти факторы свидетельствуют, что в данных условиях, несмотря на все предпринятые меры, основную роль играли окислительные процессы. Взаимодействие возможно и имело место, но такого мощного проявления, как в предыдущей пробе, не зафиксировано.
Также не зафиксировано каких – либо эффектов на кривой ДТА, полученной в ходе остывания пробы,т.е. жидкая фаза могла не образоваться или же она образовалась в столь малом количестве, что эффект ее кристаллизации находится вне пределов чувствительности прибора.
Далее нагреву подвергли спрессованную из порошков никеля и алюминия таблетку, специально подогнанную под форму алундового тигля. Масса ее составила 1800 мг. В данном эксперименте скачок температуры начался после 5400С. Температура поднялась до 8800С и затем понизилась до 5800С. Масса пробы не изменилась. Пик на кривой ДТА также «зашкалил» несмотря на то, что чувствительность для этой характеристики была загрублена в пять раз. На кривой ДТА, полученной в процессе остывания пробы, зафиксирован небольшой экзотермический пик при 9850С.
После подъема печи выяснилось, что проба полностью расплавилась и вероятнее всего истинные максимальные температуры были существенно выше.
185
Т ДТА ТГ
610
610
575
100 200 300 400 500 600
Т °C
Д Т А
Т Т Г
6 6 0
5 7 0 5 9 5
5 7 0 5 9 5
1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0
Т ° C
а б
а-нагрев смеси не спрессованных порошков; б-нагрев прессовки
Рисунок 1 – Термограммы при нагреве материала Ni-32%Al на термическом анализаторе
Из экспериментальных данных следует, чтов спрессованных материалах из порошков никеля и алюминия в процессе нагрева выше 540С начинают развиваться экзотермические эффекты, приводящие к саморазогреву образца до высоких температур. Следовательно, для исследования термических эффектов, способствующих разогреву и спеканию порошков, требуется обеспечение эффективного отвода тепла.
Проведенные эксперименты показали, что стальная плита для охлаждения прессовок с содержанием алюминия 32 мас. % не подходит, так как при температурах свыше 580 С в них развивается СВС процесс, заканчивающийся расплавлением образца. Результаты исследования термических эффектов, сопровождающих нагрев прессовок состава Ni-32 мас. %Al (50 ат.%), сведены на рисунках2 и 3. Выявлены параметры влияния скорости нагрева в интервале 600-640С и температуры спекания на термические эффекты, развивающиеся при нагреве прессовок состава Ni-32мас.%Al в графитовом тигле.
Из полученных результатов следует, что для предотвращения развития СВС процесса в интервале указанных температур скорость нагрева образца не должна превышать 5 град/мин., а при нагреве больших по размерам образцов скорость нагрева должна снижаться. Анализ изгибов на кривых позволяет выявить для данной системы нагреваемых порошков следующие критические температуры экзотермических эффектов 589-590С и 634-640С (зависят от скорости нагрева).
1-0,64 град/мин, 625 С; 2-2 град/мин, 700 С; 3-5,2 град/мин,
800 С; 4-4,76 град/мин, 750 С; 5-4,3 град/мин, нагрев в массивном стальном тигле
Рисунок 2 - Влияние скорости нагрева в интервале 600-640С и температуры спекания на термические эффекты, развивающиеся при нагреве прессовок состава Ni-32мас. %Al в графитовом тигле
186
1- 0,64 град/мин, 625С; 2-2 град/мин, 700С; 3-5,2 град/мин, 800С; 4-4,76 град/мин, 750С; 5-4,3 град/мин, нагрев в массивном стальном тигле
Рисунок 3 - Развитие повторного СВС процесса в процессе нагрева прессовки состава Ni-32мас.%Al в графитовом тигле при достижении температуры 750С
Проводилось исследование изменения фазового состава материалов на основе Al-Ni в зависимости от времени изотермической выдержки. Микроструктура спеченного материала Ni-32 мас.%Al и переходной зоны, формирующейся между порошками Al и Ni, полученная на электронном микроскопе в режиме обратно рассеянных электронов дана на рисунке 4. Видно, что фаза Ni2Al3
зарождается внутри областей, содержащих Ni. На границах между этими фазами образуется тонкий слой из фазы Ni2Al3. По мере увеличения температуры отжига появляются также фазы NiAl3 и незначительное количество фазы Ni5Al3.Увеличение времени выдержки приводит к желаемому результату, а именно получению однородной фазы NiAl без заметного включения других фаз.
а
б
187
в г
д е
а, б –600 С, 1 час (а-х400, б – х2000); в,г –700 С, 1 час (в-х400, г – х2000);
д,е–750 С, 1 час (д-х400, е – х2000)
Рисунок 4 - Микроструктура спеченного материала Ni-32 мас. %Al после различных температур выдержки Полученные данные по исследованию микроструктуры образцов хорошо коррелируют с результатами по исследованию стехиометрического состава фаз после различных режимов термообработки, а именно при спекании прессовок состава Ni-32 мас. %Al (50 ат.% Al) при различных температурах и временах выдержки получены фазы Ni3Al, Ni5Al3, NiAl, Ni2Al3, NiAl3,
отражённые на диаграмме состояния [3].
Исследование прочностных характеристик и жаропрочности материалов на основе интерметаллического соединения Al-Ni показало, что сплав состава 82,5% Ni и 17,5% Al обладает наиболее высокими жаропрочными свойствами и длительная прочность этого сплава при 730ºС лучше, чем стандартного технического сплава инконель. У сплава состава NiAl установлено наибольшее значение предела прочности на растяжение 139 Мн/м2 при 650ºС.Полученные данные свидетельствуют о возможности создания высокотемпературного сплава на основе Ni3Al.
Интерметаллид NiAl может представлять интерес для использования при высокой температуре также при введении легирующих добавок.
Таким образом, в результате проведенных исследований по спеканию порошков алюминия и никеля с различным их содержанием и термообработке в различных режимах можно сделать следующие выводы:
1 Получены однородные образцы, содержащие фазу NiAl, обладающую ценными физико- химическими свойствами. Критическими температурами в процессе нагрева являются 590 и 640С.
Установлено, что процесс спекания не должен протекать при температурах выше 750С и скорость нагрева не должна превышать 5 град/мин.
2 Методом спекания при температурах более 700°С получен сплав, состоящий из интерметаллического соединения Ni-Al высокой твердости. Для получения другого интерметаллического соединения Ni3Al методом спекания теплоотводящие материалы могут не использоваться при величине порошков алюминия >100 мкм. При более дисперсных порошках теплоотвод, вероятнее всего, необходим. Скорость нагрева прессовок состава Ni-13% мас.Al существенно влияет на развитие термических эффектов в них и, как следствие, на величину их перегрева.
188
ЛИТЕРАТУРА
1. Найбороденко, Ю.С. Природа фаз и кинетика реакционной диффузии в смеси порошков никеля и алюминия /Ю.С. Найбороденко, В.И. Итин, Б.П. Белозеров, В.П. Ушаков //Изв. ВУЗов физика. -1973. -№1. -С. 34-40.
2. Найбороденко, Ю.С. Экзотермические эффекты при спекании смеси порошков никеля и алюминия / Ю.С. Найбороденко, В.И. Итин, К.В. Савицкий //Изв. ВУЗов физика. -1968. -№10. -С. 27-35.
3. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Под общей редакцией ЛякишеваН.П., Т3,Книга1, Машиностроение1996-2000 г
1. NaibordenkoU.S. PrirodafazIkinetikareakcionnoidiffuziivsmesiporoshkovnikeliaIaluminia/U.SNaibordenko, V.I. Itin, B.P. Belozerov, V.P. Ushakov // Izv. VUZovfizika. – 1973. -№1. -С. 34-40.
2. NaibordenkoU.SEkzotermicheskieeffektyprispekaniismesiporoshkovnikeliaIaluminia / U.SNaibordenko, V.I.
Itin, K.V. Savickii // Izv. VUZovfizika.- 1968. -№10. -С. 27-35.
3. Diagrammy sosotoiania dvoinyh metallicheskih system. Pod obshei redakcii Liakisheva N.P., T3, Kniga1, Mashinostroenie 1996-2000 г.
Қисамеденова І.
Күйежентектеу тәсіл арқылы негізінде Al-Ni интерметаллид бар матералдарды алу
Түйіндеме. Ұнтақтарды күйежентектеу тәсілі керекті деңгейдегі қасиеттері бар материалдарды алу жолындағы жеңілдетілген әдістердің бірі болғасын осы мақаланың авторлары Ni-Al биметалында және алюминий никель металл ұнтақтар жүйесінде эксперимент жасау пікіріне келді. Осы жобада никель және алюминий бөлшектерінің арасындағы бөлу шекарасы қарастырылды. Эксперименттің негіздеріне сүйенсек, қыздыру температурасын 540⁰С ден асырған жағдайда никель мен аллюминийдің нығыздалған ұнтақтарында, оларды өзін өзі қыздыру процессіне әкеліп соқтыратын экзотермиялық эффектілер байқалады. Сонымен қатар изотермиялық әсерінің ұзақтылығына байланысты Al-Ni негізіндегі материалдардың фазалық құрамының өзгерісі байқалды. Эксперимент нәтежиесінде мақала авторлары құрамында Ni-Al фазасы бар біртекті үлгілерді, сонымен қатар қаттылығы жоғары Ni-Al интерметаллид қосындысы бар құйндыларды алды.
Түйін сөздер: Күйежентектеy, ұнтақтар, алюминий, никель, термография, фаза.
Kissamedenova I.
Preparation of materials based on Al-Ni intermetallic sintering
Annotation.As agglomeration of powders is one of the easiest ways of getting products with settes level of properties, authors of article have made up an idea to do experiments in system of metal powders of nickel and aluminum and in Ni-Al bimetal. In this article have been considered limits of section between particles of nickel and aluminum. According to data of experiment, we can see that in the pressed materials from powders of nickel and aluminum where temperature over than 540C with exothermic effects begin to be shown that lead them to self-heating.
In addition, research of change of phase composition of materials based on Al-Ni depending on time of isothermal endurance has been conducted. Data, which have been obtained in a consequence of research well correlate with results of research of stoichiometrically, structure of phases after various modes of heat treatment. As result of experiments authors of article have received the uniform samples containing the phase Ni-Al also have received an alloy in contents which there is an intermetallic Ni-Al connection of high hardness.
Keywords: Sintering, powders, aluminum, nickel, thermography, phase intermetallic compounds.
УДК 681.62
Киянбекова Л.Р.
Кыргызский государственный технический университет имени И. Раззакова Республика Кыргызстан, г.Бишкек,
БАСУДАН КЕЙІНГІ ПОЛИГРАФИЯЛЫҚ ЖАБДЫҚТАРДЫҢ ШУ МЕН ДІРІЛІН ЗЕРТТЕУДІҢ ӨЗЕКТІ БАҒЫТТАРЫ
Аңдатпа. Полиграфиялық жабдықтар үшін техникалық стандарттар өндіру бойынша жұмыстар нәтижелері қарастырылды. Полиграфиялық жабдықтың қауіпсіздігін қамтамасыз етудің техникалық аспекттерін қарастыратын нормативті базаның жедел өзгеруі, басуға дейінгі полиграфиялық жабдықтар үшін сәйкестікті декларациялау шегіндегі зерттеулер жүргізу кезіндегі акустикалық тәжірибелер әдістемесінің жетілдіруін талап етеді. Қолдану барысында полиграфиялық машиналарының техникалық күйін болжамдау мен виброакустикалық диагностика мәселесінің заманауи ңылыми күйі қарастырылған. Заманауи зерттеушілер тек басу машиналарының техникалық күйін болжамдау мен виброакустикалық диагностика әдістерін
189
жетілдіруіне ерекше көңіл бөліп, басудан кейінгі полиграфиялық жабдықты аса есепке алмағаны анықталады.
Басудан кейінгі полиграфиялық жабдықтардың шу мен дірілін зерттеудің өзекті екі бағыты көрсетілген: а) сәйкестікті декларациялау шегіндегі зертханалық шарттар кезіндегі акустикалық зерттеулер әдістерін жетілдіру; ә) заманауи ақпараттық-компьютерлік технологияларлы қолданумен, жабдықты пайдалану барысында техникалық күйін виброакустикалық болжамдау мен диагностика әдістерін өндіру.
Түйін сөздер: полиграфиялық жабдықтар, басудан кейінгі жабдықтар, мемлекет аралық стандарт, шу, діріл, виброакустикалық қауіпсіздік, акустикалық тәжірибелер, виброакустикалық диагностика.
ТР ТС 010/2011 «Машиналар мен жабдықтар қауіпсіздігі туралы» Техникалық ережеге сәйкес полиграфиялық жабдықтар сәйкестік декларациялаудан өту керек [7]. Декларациялау үрдісінің сертификациялаудан айырмашылығы көп емес, декларациялау үрдісіне сапа дәлелдеу сатылары кіреді: зертханалық зерттеулер өткізіледі, тәжірибе хаттамасын рәсімдеу жіне сәйкестік декларациялау.
Акустикалық тәжірибелер полиграфиялық жабдықтарды зертханалық сынаудың аса күрделі мен еңбек сыйымды түрі болып табылады, ол жұмыстардың бағасы мен еңбек сыйымдылығына әсер тигізеді. Акустикалық сынаулардың таңдалған әдістемесі мен олардың шартына байланысты жабдық қауіпсіздік талаптарына сәйкес немесе сәйкес емес деп анықталады [4]. Стационарлық жабдықтардың шу көрсеткіштерін нормалауға арналған МЕСТ 27409-97 көрсеткендей, машиналардың шу көрсеткіштерінің шектеулі мәндері пайдаланудың нақты шарттарына, бір уақытта жұмыс істеп жатқан машиналар тобына,әр машиналан шығатын шу деңгейі, жұмыс орнына қарай машиналардың орналасуы мен олар пайдаланып жатқан бөлменің акустикалықкөрсеткіштеріне байланысты [2].
Акустикалық сынауларды ұйымдастырудың күрделілігі, мысалы РФ осы күнге дейін шу мен діріл бойынша 234 стандарт өндірілген дәлелдейді [8]. МЕСТ Р 56479-2009 қабылданды, ол полиграфиялық жабдықтар үшін шу көрсеткіштерін анықтаудың әдістерін қамтиды, еуропалық ЕН 13023:2003 «Басу, қағаз өңдеу, қағаз жасау машиналар мен қосалқы жабдықтардың шуын өлшеу әдістері. Дәлдік деңгейі 2 және 3 стандартына модификацияланған болып келеді. МЕСТ Р 53479-2009 тек басу және қағазды қайта өңдеу машиналарымен шектеледі [3] – басудан кейінгі полиграфиялық жабдықтарды қамтымайды.
Бұдан, біздің ойымызша, басудан кейінгі полиграфиялық жабдықтардың сәйкестікті декларациялау шегіндегі зертханалық шарттар кезіндегі акустикалық зерттеулер әдістемесін жетілдіру полиграфиялық жабдықтардың шу мен дірілінзерттеудің өзекті бағыты болып табылады.
Полиграфиялық жабдықтардың істен шығуын зерттеу статистикасы көрсеткендей, сынулардың 90% көзге көрінбейтін ішкі ақаулар есебінен (өндіру мен жинаудың технологиялық кемшіліктері;
пайдалану барысында ескіру, тозу, діріл, температура әсерінің нәтижесіндегі, т.б. ақаулар) және де тек 10% - дұрыс пайдаланбау нәтижесінен болады [6].
Г.Б. Куликов атап өткендей,тозу нәтижесінде машиналардың элементтерінің жұмыс істеу көрсеткіштері төмендейді: басу машиналарда келтіру нақтылығы мен басу сапасы төмендейді; бүктеу дәлдігі бұзылады; жіппен тігу автоматтарында тігу сапасы төмендейді; блоктарды өңдеу бойыншаоперацияларды орындаудың дәлдігінің төменденуі, т.б. [5].
Кезінде енімділік мәселесін шешу мен қажеттілік бойынша техникалық қызмет пен жөндеу жүйесінің басқа кемішіліктерін жою үшін жоспарлы алдын-ала жөндеу жүйесі өндірілген (ЖАЖ).
Бірақ полиграфиялық жабдықтардың күрделенуі мен олардың номенклатурасының өсуіне байланысты техникалық қызмет пен жөндеуге жұмсалатын қаражат күрт өсіп кетті, бқл ЖАЖ жүйесінің барлық кемшіліктерін көрсетті. Полиграфиялық жабдықтар мен оларда өндірілетін өнімнің сапасының жоғарулануының қажеттіліктері машиналар құрылысы мен олардың жұмысының жылдамлығының өсуіне әкелді. Бұл ЖАЖ көлемінің үлкеюіне әкелді, жүйе экономикалық тиімсіз болып қалды. Бұған қарағанда полиграфиялық машиналар мен жабдықтардың қажеттілігіне қарай техникалық күйі мен жөндеудің мониторинг жүйесі тиімді болды. Осындай жүйенің негізгі элементі виброакустикалық диагностика болып табылады, оның көмегімен жөндеудің қажеттілігі анықталады.
Полиграфиялық жабдықтардың бөлек түрлері үшін виброакустикалық диагностиканың әдістерін өндіру Мәскеуде 70 жж. басынан жүргізілді.
Ескеретін жайт, соңғы кезеңге дейінгі заманауи ақпараттық-компьютерлік технологияларды қолданатын зерттеушілер басу машиналарының техникалық диагностика әдістерін жетілдіруде [9;10].
Басудан кейінгі жабдықтарына зерттеушілер әлі жеткен жоқ – жіппен тігу автоматының тербелу үстелінің приволының күйін анықтау үшін компьютерлік диагностика әдістері ғана өндірілді [1;6].