Том 25, № 5 (2021)

Цель – исследовать влияние инструментального зажимного патрона на динамическую устойчивость процесса фрезерования концевой фрезой заготовки из алюминиевого деформируемого сплава В95пчТ2. Для оценки динамической устойчивости применялся анализ разложенного в ряд Фурье сигнала, записанного в процессе фрезерования с помощью инструментального узконаправленного микрофона Shure PGA81-XLR. Фрезерование выполнялось на высокопроизводительном обрабатывающем центре HSC75 linear цельной твердосплавной концевой фрезой, выполненной из твердого сплава H10F. Режимы резания рассчитывались на основании диаграммы устойчивого резания, построенной по результатам операционного модального анализа технологической системы. Измерение шероховатости поверхности выполнялось контактным профилометром Taylor Hobson Form Talysurf i200. В качестве критериев оценки эффективности процесса резания использовались производительность, определяемая скоростью съема материала, и качество обработанной поверхности, устанавливаемое параметром шероховатости. Показана связь типа инструментального зажимного патрона, используемого для закрепления концевой фрезы, со скоростью съема материала и шероховатостью обработанной поверхности. Установлено, что для инструментальной наладки на базе силового зажимного патрона области стабильного резания, рассчитанные при ширине резания 16 мм и подаче резания 0,1 мм/зуб, соответствуют максимально возможной глубине резания равной 5,6 мм. При этом для остальных рассматриваемых патронов данный показатель меньше на 20–30%. В результате концевого фрезерования наладкой на базе силового патрона с цельной твердосплавной фрезой диаметром 16 мм и тремя режущими зубьями обеспечивается динамически устойчивое резание с наибольшей скоростью съема материала (575,6 см3/мин) и минимальной шероховатостью поверхности (0,56 мкм). На основании проведенного анализа для операции концевого фрезерования на станке с числовым программным управлением рекомендован выбор инструментального зажимного патрона силового типа, обеспечивающий повышение производительности фрезерования (свыше 25% относительно рассматриваемых инструментальных наладок). При этом сохраняется качество обрабатываемой поверхности и увеличивается стойкость режущего инструмента за счет динамически стабильного резания.

Цель – обоснование влияния давления распыляющего агента на характеристики струи после распыления водоугольных суспензий с малыми (по массе) добавками в их состав жидких отходов пиролиза резинотехнических изделий и отработанного моторного масла по результатам экспериментальных исследований. В качестве резинотехнических изделий использовались автомобильные шины. Распыление производилось с помощью пневматической форсунки с внутренним смешением. Исследование изменения размеров капель после распыления исследовавшихся составов топлива выполнено методом IPI (Interferometric Particle Imaging). Определение угла раскрытия струи выполнено при помощи высокоскоростной камеры «Photron». Проведено исследование влияния давления распыляющего агента на характеристики струи после распыления водоугольных топлив с добавлением жидких отходов пиролиза резинотехнических изделий и отработанного моторного масла (от 3 до 12% по массе). Установлено, что снижение давления воздуха приводит к уменьшению угла раскрытия струи распыленной суспензии не более чем на 6%. При этом в струе образуются достаточно крупные капли размером более 600 мкм. Экспериментально доказано, что при использовании устройства распыления с камерой внутреннего смешения суспензии и воздуха большее количество мелких капель образуется при близких значениях давления топлива и воздуха. Число капель при этом больше на 2–9% в сравнении с типичным двухкомпонентным водоугольным топливом (угол раскрытия струи распыленных водоугольных суспензий в данном случае имеет наибольшее значение). Показано, что при использовании форсунки с камерой внутреннего смешения суспензии и распыляющего агента дробление капель топлива осуществляется за счет сил аэродинамического сопротивления окружающей среды. Таким образом, использование форсунки с камерой внутреннего смешения суспензии и воздуха снижает количество возможных механизмов дробления капель топлива после распыления.

Цель – провести аналитический обзор способов переработки техногенного отхода черной металлургии – пыли электродуговой плавки – с определением ежегодных объемов выбросов данной пыли и конкретизацией источника каждого отдельного компонента пыли. Сравнительный анализ проводился на основе обзора научных публикаций, посвященных вопросу переработки пыли электродуговой плавки, за последние 20 лет. Рассмотрены основные способы переработки пыли для излечения железа, цинка и других металлов с применением действующих технологий: пиро-, гидрометаллургических и их комбинаций. Показано, что на сегодняшний день разработано достаточно много различных высокотемпературных технологий, позволяющих эффективно перерабатывать цинксодержащие пыли (в частности, вельц-процесс и его производные). Однако многие из этих технологий остались на стадии разработки в силу различных причин (требуют огромных капитальных вложений, ненадежны, энергозатратны и имеют невысокую производительность). Показано, что гидрометаллургические процессы являются безопасными в экологическом плане, обеспечивают селективность по извлечению ценных компонентов и возможность регулирования технологических параметров. Подбирая растворитель (кислотный или щелочной), можно селективно извлекать необходимый металл из пыли, и данная технология будет рентабельна даже с низким содержанием ценного компонента. Описаны способы обработки изучаемой металлургической пыли неорганическими, органическими кислотами и растворами на основе аммиака. Рассмотрены как традиционные решения по переработке пыли электродуговой плавки в промышленных масштабах, так и последние лабораторные разработки, с недавнего времени внедренные на заводах по производству цинка (их особенности, преимущества и недостатки). Названы технологии, позволяющие извлечь ценные компоненты из пыли и вернуть их в производственный цикл.