Научный коллектив кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» ДГТУ разработал экспериментально-расчетную методику определения режимов резания, позволяющую подобрать рациональные режимы обработки жаропрочных металлов. Цель проведенных исследований – повышение износостойкости режущего инструмента при обработке деталей реактора из труднообрабатываемых материалов.
Мы особенно подробно изучили процесс чистового продольного наружного точения заготовок из жаропрочных реакторных сталей на станках токарной группы, характеризуемых значительным сроком эксплуатации. В лабораторных условиях нами были определены трибовибрационные и термодинамические характеристики процесса резания жаропрочных реакторных сталей.
Ученые ДГТУ реализовали работу по повышению эффективности технологических процессов механической обработки корпуса реактора и деталей внутри корпусных устройств оборудования заказчика. Научному коллективу на основе термодинамических исследований удалось обосновать критерии оптимизации целевой функции процесса резания.
Кроме того, была разработана методика определения оптимальных технологических режимов, обеспечивающих снижение трудоемкости операций на основе целевой функции процесса резания, которая была апробирована в производственных условиях.
Ученые работали над повышением критической температуры хрупкости сварных соединений реактора путем применения упрочняющих технологий. В качестве наиболее эффективной технологии обеспечения качества и прочностных свойств сварных соединений корпуса реактора была предложена технология волнового деформационного упрочнения (ВДУ).
Волновое деформационное упрочнение, в отличие от других способов упрочнения поверхностным пластическим деформированием, с целью обеспечения заданных параметров упрочнения поверхностного слоя, позволяет управлять большим количеством технологических факторов в широком диапазоне значений. Кроме того, упрочнение волной деформации сочетает в себе комбинированное воздействие статического поджатия упрочняемой поверхности и динамического ударного воздействия на нее.
Ученые экспериментально выявили эффект влияния волнового деформационного упрочнения на критическую температуру хрупкости сварных соединений реактора, которая во многом определяет качество и прочность сварных соединений корпуса атомного реактора.
По словам Валерия Лебедева, результаты сравнительного анализа данных измерений твердости по Виккерсу, ударной вязкости обработанного ВДУ материала образцов свидетельствуют, что свойства упрочненного ВДУ и неупрочненного материала существенно отличаются. Достигнутая в процессе выполненных экспериментальных исследований степень упрочнения составила около 30%. Также специалистами было установлено, что ВДУ способствует повышению предела текучести обработанного материала.
Учеными установлено существование режимов ВДУ, которым соответствует аномальная закономерность увеличения ударной вязкости при снижении температуры испытаний в области отрицательных значений, в этом случае критическая температура хрупкости (КТХ) сварного шва после ВДУ близка к КТХ неупрочненного материала – в диапазоне -60 – -70°С, что в 1,3-1,5 раза превышает значение КТХ неупрочненного ВДУ материала сварного шва.
Также ученые ДГТУ во время выполнения работ для компании-партнера рассчитали требуемые параметры качества сигнализаторов протечек. Объектом исследования стал сигнализатор протечек (СП), предназначенный для контроля протечек теплоносителя в узлах уплотнения фланцевых разъемов верхнего блока, имеющих межпрокладочную область.
Специалисты разработали новые решения, обеспечивающие при проектировании и изготовлении достижение заданных параметров качества сигнализатора протечек и гарантирующие его работоспособность в условиях воздействия вибрационных нагрузок.
Для повышения качества и работоспособности сигнализатора протечек на основе размерно-точностной проработки конструктивных исполнений элементов была разработана наиболее рациональная конструкция, позволяющая устранить пригоночные работы (завершающий этап) и снизить трудоемкость регулировочных работ при его изготовлении, что является важным фактором при организации серийного выпуска СП.
Используя численное моделирование в среде SolidWorks научным коллективом ДГТУ была предложена методика оценки виброустойчивости конструкций СП, предусматривающая нахождение собственных и резонансных частот колебаний изделия, а также проведение динамического анализа, позволяющего определить перемещения и напряжения деталей с учетом приложенных нагрузок в процессе эксплуатации.
Учеными была разработана методика расчета эксплуатационного допуска, на основе которой установлен эксплуатационный допуск на выходной параметр СП нового конструктивного исполнения, обеспечивающий стабильность его работы. Предложенная методика позволяет на стадии конструкторско-технологической подготовки изготовления СП провести размерно-точностной анализ и уточнение конструкции с учетом условий его эксплуатации.
Для повышения стабильности работы СП и сопротивления материала деталей микропластическим деформациям в процессе эксплуатации рекомендовано в технологии обработки деталей, оказывающих влияние на выходной параметр СП, ввести вибростабилизирующую обработку.
Светлана Григорян, управление информационной политики
isdstu@mail.ru
