Формообразование поверхности пластинчатых галев ткацких станков электрохимической обработкой с использованием микросекундных импульсов тока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Шорохов, Сергей Александрович

• Шорохов, Сергей Александрович
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шорохов, Сергей Александрович

Введение

1. Исследование возможности повышения качества обработки галев ремиз с целью снижения их истирающего воздействия на нити основы в процессе тканеформирования.

1.1. Анализ разрушающих воздействий оказываемых голевом на основную нить.

1.2.Исследование возможности применения электрохимических методов обработки для пластинчатых галев с целью повышения га работоспособности.

1.3. Выводы

2. Методика проведения исследований

2.1. Лабораторно-исследовательский стенд

2.2. Методика поляризационных измерений в условиях подачи на ЭХЯ импульсов тока

2.3. Методика обработки результатов пополяризационных измерений в условиях фазообразования на границе межфазного раздела "анод-раствор электролита"

2.4. Методика измерений скорости сглаживания микронеровностей поверхности.

2.5. Методика измерения величины радиусов закругления кромок глазков пластинчатых галев.

2.6. Оборудование и методика исследования истирания нитей при прохождении через глазок галева.

3.Определение влияния конструктивных параметров, формы и качества поверхности галев на их работоспособность.

3.1. Предварительные эксперименты по оценке влияния параметров галев на процесс истирания нитей при их прохождении через глазок галева.

3.2. Математическая модель зависимости истирания нитей от радиуса закругления кромок и микрогеометрии поверхности галев.

3.3. Выводы по главе

4. Исследование возможности элеюрохимического удаления заусениц и закругления кромок пластинчатых галев в условиях ЭХО микросекундными импульсами тока

4.1. Исследование поляризации сталей бОГи 40X единичными микросекундными импульсами тока

4.2. Исследование поляризации сталей 60Г и 40X13 непрерывной последовательностью микросекундных импульсов тока в растворах нейтральных солей.

4.3. Расчёт распределения плотности тока по поверхности пластинчатого галева.

4.4. Исследование динамики удаления заусениц и закругления кромок заготовок пластинчатых галев в условиях электрохимической обработки микросекундными импульсами тока.

4.5. Выводы по главе.

5. Исследование возможности сглаживания микронеровностей поверхности пластинчатых галев в условиях электрохимической обработки микросекундными импульсами тока.

5.1 .Исследование поляризации сталей 60Г и 40X13 единичными микросекундными импульсами тока в растворах неорганических кислот.

5.2. Исследование поляризации сталей 60Г и 40X13 непрерывной последовательностью микросекундных импульсов тока в растворах неорганических кислот.

5.3.Исследование динамики сглаживания микрошероховатостей поверхности сталей 60Г и 40X13 в условиях электрохимической обработки микросекундными импульсами тока в растворах неорганических кислот

5.4. Выводы по главе.

Разработка технологии формообразования поверхности пластинчатых галев электрохимической обработкой микросекундными импульсами тока.

6. ¡.Существующий метод формообразования поверхности пластинчатых галев в условиях АО "Красная маёвка" (г.Кострома).

6.2.Разработка последовательности операций, режимов обработки и технологической оснастки

6.3.Практическая реализация технологии формообразования поверхности пластинчатых галев электрохимической обработкой микросекундными импульсами тока.

6.4.Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формообразование поверхности пластинчатых галев ткацких станков электрохимической обработкой с использованием микросекундных импульсов тока»

Актуальность темы

Одной из основных задач при проектировании и изготовлении ткацких машин является создание условий, снижающих истирание нити, и, в конечном итоге, приводящих к уменьшению обрывности последней. Галева ткацких машин - это детали, входящие в непосредственный контакт с нитями и ответственные за их истирание. В настоящее время во всём мире традиционные проволочные галева заменяются на пластинчатые, которые в условиях России изготавливаются из сталей 60Г и 40X13. Пластинчатые галева, имеющие ряд неоспоримых преимуществ, одним из которых является их значительно более низкая себестоимость при производстве, обладают и рядом недостатков. Основным недостатком является значительно более высокий уровень истирания нитей при их прохождении через глазок. Причинами этого нежелательного явления являются как особенности их работы в станке, так и меньший и неравнозначный радиус закругления внутренних кромок глазков, и достаточно высокая шероховатость поверхности, влияющая на истирание соседних нитей при движении ремизной рамы. Кроме того, при их изготовлении возникают трудности, связанные со сложностью удаления заусениц и получения равномерного закругления кромок глазков механическим путём.

Цель работы - повышение работоспособности пластинчатых галев за счёт снижения истирания нити в них путем создания технологии снятия заусениц, закругления кромок, уменьшения шероховатости их поверхности методом электрохимической обработки микросекундными импульсами тока.

В соответствии с указанной целью в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Повышение работоспособности пластинчатых галев за счет получения рациональной формы и качества рабочих поверхностей.

2. Расчёт распределения плотности тока по поверхности заготовки пластинчатого галева в условиях электрохимической обработки.

3. Исследование закономерностей анодной поляризации материалов галев микросекундными импульсами тока в различных условиях анодного растворения с целью разработки технологии обработки их поверхности.

4. Исследование динамики закругления кромок пластинчатых галев и уменьшения высоты микронеровностей в условиях электрохимической обработки микросекундными импульсами тока.

5. Разработка технологического процесса и специализированной оснастки для электрохимического формообразования поверхности пластинчатых галев и их промышленное опробование.

Научная новизна. В процессе решения поставленных задач впервые:

1. Установлена зависимость между параметрами рабочих поверхностей пластинчатых галев и устойчивостью нити к истиранию, позволившая обосновать требования к конструкции галев.

2. Установлены требования к кострукции пластинчатых галев, обеспечивающие повышение их работоспособности.

3. Установлено, что при электрохимической обработке галева в растворе нитрата натрия микросекундными импульсами определённых параметров организуется предпочтительное растворение кромочных участков с увеличением их радиусов и удалением заусениц.

4. Доказано, что при электохимической обработке галев в электролитах на основе неорганических кислот наименьшая высота микронеровностей поверхности обеспечивается использованием импульсов тока рекомендуемых параметров.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

1. Разработана технология электрохимического формообразования рабочих поверхностей пластинчатых галев, позволяющая обеспечить повышение их работоспособности.

2. Разработанная технология опробована на АО «Красная Маёвка» г. Кострома и принята к внедрению на предприятии.

Апробация работы. Материалы по теме диссертационной работы докладывались и получили одобрение:

- на Всероссийском семинаре по теории машин и механизмов РАН (Костромской филиал);

- на международных научно-технических конференциях «Лён-1998», «Лён-2000» (Кострома, КГТУ);

- на международной НПК «Инженерно-техническое обеспечение АПК» в 2000 году (г. Орёл);

- на международной НТК «Прогресс-2000» (г. Иваново);

- на Всероссийской НТК «Новые материалы и технологии НМТ-2000» (МАТИ-РГТУ г. Москва).

Публикации. По результатам выполненной диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, изложенных на 159 страницах машинописного текста, содержит 47 рисунка, 15 таблиц, список литературы из 75 наименований и приложений на 4 страницах.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Шорохов, Сергей Александрович

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Доказано, что наиболее значимыми параметрами рабочих поверхностей пластинчатых галев, определяющими устойчивость нити к истиранию в процессе ткачества является радиус закругления кромок и шероховатость их поверхности.

2. Доказано, что, с целью снижения истирания нити при ткачестве в результате прохождении её через пластинчатые галева ремиз, необходимо обеспечивать равнозначные со всех сторон и максимально возможные по величине радиусы закругления кромок при шероховатости рабочих поверхностей галев с показателями Я2 = (0,8 - 1,0) мкм, причём марка стали, из которой изготовлено галево, практически не влияет на устойчивость пряжи к истиранию.

3. На основании экспериментальных данных обоснованы принципы формирования различных составляющих анодной поляризации, связанных с процессами растворения и процессами ему препятствующими. Показано, что анодная поляризация при обработке микросекундными импульсами тока складывается из постоянной и переменной составляющих, соотношение между которыми определяется условиями электролиза и определяет протекание процессов на анодной поверхности.

4. При электрохимической обработке галева импульсами тока рекомендуемых параметров в растворе нитрата натрия происходит распределение тока на различных его участках, что приводит к предпочтительному растворению кромочных участков с увеличением их радиусов закругления и удалением заусениц.

5. На основании экспериментальых данных доказано, что при электрохимической обработке в электролитах на основе неорганических кислот в зависимости от соотношения переменной и постоянной составляющих поляризации изменяются характеристики результирующей

145 поверхности по показаниям микрошероховатости, наилучшие показатели которой обеспечиваются соответствующим выбором амплитудно-временных параметров импульсов тока при соотношении переменной составляющей к общей величине анодной поляризации (0,35 - 0,4). 6. Разработана прошедшая промышленное опробование и принятая к внедрению на АО «Красная Маёвка» технология электрохимической обработки микросекундными импульсами тока поверхности заготовок пластинчатых галев из стали 60Г и 40X13, включающая:

- удаление заусениц и закругление внешних кромок и кромок глазков с получением одинакового радиуса закругления в растворе нитрата натрия при использовании пластинчатых катодов на нерегламентируемых межэлектродных расстояниях; сглаживание микрошероховатостей поверхности в электролитах на основе неорганических кислот с большей эффективностью по сравнению с постоянным током.

14.6

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шорохов, Сергей Александрович, 2000 год

1. Гордеев В.А., Волков П.В. Ткачество. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. С. 488.

2. Богза А.Д. Исследование надежности процесса прокладывания утка на станках СТБ. М, 19780. С. 132.

3. Золоторевский Л.Т. Обрывность основы на ткацких станках. М.:

4. Легкая и пищевая промышленность, 1982. С. 88.1 •

5. Миловидов H.H. Практическая ценность показателя выносливости пряжи. Текстильная промышленность, 1965, № 9. С. 65.

6. Фронтчак И. И др. Влияние способа закрепления галев на ремизке на условия ткачества // Текстильная промышленность, 1990 , №11. С. 48-51.

7. Галкин А.А, Бобкова А.И. Влияние качества поверхности и конструктивных параметров галев и ламе лей ткацких станков на выносливость пряжи при истирании. // Текстильная промышленность, 1989, №8. С. 70-72.

8. Баско П.Т. Изнашивание деталей трением капроновой нити. Автореферат кандидатской диссертации, 1958. С. 16.

9. Балыш В.М., Худых М.И. Изнашивание материалов нитенаправляющих деталей льняной нитью//Технология текстильной промышленности, 1965,№4. С. 39-41.

10. Балыш В.М., Худых М.И. О чистоте обработке рабочих поверхностей нитенаправляющих деталей// Технология текстильной промышленности, 1966, №7. С. 32-35.

11. Ю.Любимов В. А. Зависимость износа основы от заправочного натяжения//Текстильная промышленность, 1971, №1. С. 67-69.

12. П.Алексеев К.Г. Трение нитей основы в глазках галев ремиз// Текстильная промышленность, 1969, №8. С. 14-17.

13. Галево. Steel Heddle. Heddle by design// Afr. Text.- 1996, Dec.- Jan.-C. 19.-Англ.

14. Галева фирмы Grob Horgen// Текстильная промышленность, 1994, №7, С. 62-64.

15. Усовершенствованная оснастка для высокопроизводительных ткацких станков// Текстильная промышленность, 1999, №5, С. 57-59.

16. Галева// ТЕКСО. Россия, Москва, б.г.-1с.- Рус.

17. Технологическая оснастка для ткацких станков. Из отчета о 12-й международной выставке текстильного оборудования "Итма-95", Милан 17-26 октября, 1995. С. 36-38.

18. Новое в производстве ткацкой оснастки "ТЕКСО Лтд'7/ Текстильная промышленность, 1999-№1. С. 18-21.

19. ТУ 17-40-609-84. Галева пластинчатые.

20. Электроэрозионная и электрохимическая обработка. М.: Научно-исследовательский институт информации по машиностроению, 1980. С. 164.

21. Анисимович В. Г., Хмыль А. А., Достанко А. П., Гилевич А. Е. Исследование влияния различных методов обработки на тонкую структуру поверхности деталей.//Электронная обработка материалов, 1998, №5-6. С. 11-18.

22. Опыт разработки технологии импульсной ЭХО титановых лопаток. Сурков В.Н., Сычков Г,А„ Пуповский А.Ф., Саушкин Б.П., Шувалов И.А. Вопросы авиационной науки и техники. Серия. Технология авиационного двигатестроения. -М.: НИИД,1988. вып. 4.

23. Рыбалко A.B., Галанин С.И. Связь параметров импульса тока с динамикой анодной поляризации металлов. // Вопросы авиационной науки и техники. Серия: Технология авиационного двигателестроения.- М.: НИИД, 1988, вып. 4. С. 14-17.

24. Рыбалко A.B., Галанин С.И Выбор паузы в условиях импульсной размерной электрохимической обработки. // Вопросы авиационной науки и техники. Серия: Технология авиационного двигателестроения,- М.: НИИД, 1988, вып. 4. С. 24-25.

25. Хор Т.П. Анодное поведение металлов. // Новые проблемы современной электрохимии. М., ИЛ, 1962. С. 284-376.

26. Гаврилов Е.Л., Румянцев Е.М. Трансформация поверхностных оксидов при анодной поляризации. //Тезисы докл. II Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы химии и химической технологии" "Химия 99". Иваново, ИГХТУ, 1999. С. 9-10.

27. Дикусар А.И., Мичукова Н.Ю., Салтановская Л. В., Ющенко С.П., Яхова Е.А., Володина Г.Ф. Анодное растворение железа в нитритных растворах в предпассивной области. // Электронная обработка материалов, 1998, №5-6. С. 53-69.

28. Кащеев В.Д. Влияние различных видов электрохимической обработки на шероховатость поверхности металлов.//Электродные процессы и технология электрохимической размерной обработки металлов, 1980. С. 100-118.

29. Седыкин Ф.В. Размерная электрохимическая обработка деталей машин. М., "Машиностроение", 1976. С. 356.

30. Шманев В.А., Проничев Н.Д. Влияние качества поверхностного слоя после электохимической обработки на усталостную прочность титановых сплавов. // Размерная электрохимическая обработка деталей машин, 4.1. Тула, изд. ТГМ, 1975. С. 198-203.

31. Проничев Н.Д., Шманев В.А. Исследование процеса формирования шероховатостей при электрохимической обработке. // Размерная электрохимическая обработка деталей машин, ч.1. Тула, изд. ТПИ, 1975. С. 188-192.

32. Елисеев A.A. и др. Исследование процесса формирования микрорельефа поверхности при ЭХО на малых межэлектродных зазорах. // Размерная электрохимическая обработка деталей машин, ч. 1. Тула, изд. ТПИ, 1975. С. 193-198.

33. Тетерев А.Г., Смоленцев В.П., Спирина Е.Ф. Исследования поверхностного слоя металлов после электрохимической размерной обработки. // Электрохимическая обработка металлов. Кишинев, "Штиинца",1972. С. 87-94.

34. Петров Ю.Н. и др. Основы повышения точности электрохимического формообразования. Кишинев, "Штиинца", 1977. С. 31-37.

35. Хор Т.П. Анодное поведение металлов. // Новые проблемы современной электрохимии.М., ИЛ, 1962. С. 284-376.

36. Кабанов Б.Н. Электрохимия металлов и адсорбция. М., "Наука", 1966. С. 129-165.

37. Митяшкин Д.З. Пчелкин A.M. Качество поверхности жаропрочных сплавов на никелевой основе после электрохимической размерной обработки. // Электрохимическая размерная обработка металлов. М., ГОСИНТИ, 1967, с. 72-82.

38. Коул Р., Хоппернфельд Н. Исследование струйного электролитического полирования металлов при высоких плотностях тока // Конструирование и технология машиностроения. Труды Американского общества инженеров механиков, № 4. М."Мир", 1966. С. 91-98.

39. Глазков A.B. и др. Исследование анодного растворения импульсным током. // Электронная обработка материалов, 1976,№ 3 , с. 9-11.

40. Мороз И.И. и др. Электрохимическая обработка металлов. М. ,"Машиностроение", 1969. С. 129-131.

41. Шманев В.А., Сираж Ю.А., Проничев Н.Д. Влияние режимов электрохимической обработки на качество поверхности титановых сплавов. // Новое в электрохимической размерной обработке металлов. Кишинев. "Штиинца", 1972. С. 83-85.

42. Movich R. С. Ti alloys // ASTME NOMP ,1968, № 4. P. 68-207.

43. Александров В.П. и др. Обрабатываемость титановых сплавов. // Труды межвузовской конференции. Куйбышев, изд. КуАИ, 1962. С.11-14.

44. Давыдов А.Д., Камкин А.Н. Развитие теории анодной активации пассивных металлов.- " Электрохимия ", 1978, 14, №7. С. 979-995.

45. Заключительная электрохимическая обработка деталей прядильно-ткацкого оборудования. Васильев В.В., Прияткин Г.П., Ополовников

46. B.Р., Кольчугин A.B. //Тезисы докл. II Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы химии и химической технологии" "Химия 99". Иваново, ИГХТУ, 1999.1. C. 8-9.

47. Давыдов А.Д., Кащеев В.Д. Анодное поведение металлов при электрохимической размерной обработке. // Итоги науки и техники. Электрохимия, 9. М., ВИНИТИ, 1974. С. 155-187.

48. Томашов Н.Д., Чернова Г.П. Явление нарушения пассивного состояния нержавеющих сталей в сильно окислительных растворах. -ДАН СССР, 1954, 98, №3. С. 435-438.

49. Алтынбаев А.К. Электрохимическая обработка металлов электрическими импульсами. // Электрохимическая размерная обработка металлов. Кишинев, "Штиинца", 1974. С. 93-99.

50. Седыкин Ф.В., Дмитриев Л.Б., Любимов В.В. Электрохимическая обработка поверхностей на малых межэлектродных зазорах с использованием импульсов тока. // Электрохимическая размерная обработка металлов. Кишинев, "Штиинца", 1974. С. 73-78.

51. Саушкин Б.П., Зайдман Г.Н. Особенности кинетики анодного растворения металлов применительно к задачам импульснойэлектрохимической обработки. // Размерная электрохимическая обработка деталей машин, ч.1. Тула, изд. ТПИ, 1975. С. 56-59.

52. Вишницкий А.Л., Ясногородский И.З., Григорчук И.П. Электрохимическая и электромеханическая обработка металлов. М., "Машиностроение", 1971. С. 35-36.

53. Ромашкан А.Д. и др. О растворении железа в растворе хлората натрия при высоких анодных потенциалах.- "Электрохимия" , 1974, 10, №1. С. 109-112.

54. Ромашкан А.Д., Кащеев В.Д. О транспассивном растворении металлов при высоких плотностях тока. // Новое в электрохимической размерной обработке металлов. Кишинев, "Штиинца", 1972. С. 29-30.

55. Давыдов А.Д., Кащеев В.Д., Кабанов Б.Н. Закономерности анодного растворения металлов при высоких плотностях тока, И. -"Электрохимия", 1970, 6, №11. С. 1760-1762.

56. Крупецкий Б. А., Мордехай В.М., Старухин И.П. Качество поверхности при электрохимической обработке стали 45 вращающимся катодом инструментом. // Применение электохимических и электрофизических методов обработки. Пермь, изд. НТОМашпром, 1976. С. 26-28.

57. Рыбалко A.B., Галанин С.И. О повышении точности измерений электрических характеристик межфазной границы металл- электролит импульсным методом // Электронная обработкаматериалов. 1985, No3. С.85-88.

58. Налимов В.В. Теория эксперимента. М., "Наука", 1971. С. 187.

59. Налимов В.В., Чернова В.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М., "Наука", 1965. С. 154.1 53

60. Адлер Ю.П. и др. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий/Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. М., "Наука", 1965. С. 216.

61. Карташев Т.М., Штрахман Б.П. Обобщенный критерий оптимизации функция желательности. И Информационные материалы Научного Совета по комплексной проблеме "Кибернетика". АН СССР, М., ВИНИТИ, 1970. Вып. 8 (45). С. 7-9.

62. Бояринова А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии. М., "Химия", 1969. С. 234.

63. Горский В.Г., Адлер Ю.П. Планирование промышленных экспериментов. М., "Металлургия", 1974.69. 11овые идеи в планировании эксперимента / Под ред. В.В. Налимова. М., "Наука", 1969. С. 138.

64. Галанин С.И. Дисс.канд.техн.наук. Кишинёв, 1991. С. 189.

65. Мигушов И.И. Механика текстильной нити и ткани. М.: Легкая индустрия, 1980. С. 286.

66. Колечицкий Е.С. Расчет электрических полей устройств высокого i in пряжения.М. :Энергоатомиздат, 19 83. С. 168.

67. Гримальский О.В., Иванов В.Л. Расчет электрических полей изоляционных конструкций. Кишинев: Штиинца, 1988. С. 107.

68. Рыбалко A.B., Галанин С.И., Бобанова Ж.И. Динамика поляризации электрода при нестационарном электролизе // Электронная обработка материалов.- 1988.-N°4. С. 21-24.

69. Грилихес С.Я. Электрохимическое и химическое полирование: Теория и практика.Л.: Машиностроение, 1987. С. 232.