Макеев С.Ю., Макеева А.С. К управлению процессом повышения надежности сварных соединений горнотехнического оборудования

К УПРАВЛЕНИЮ ПРОЦЕССОМ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ГОРНОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Макеев С.Ю., Макеева А.С.

Авторы:

Макеев С.Ю.,  канд. техн. наук, ст. науч. сотр. (ИГТМ НАН Украины),

Макеева А.С., аспирант (НМетАУ)

УДК 621.791.052: 620.178.5.05

Язык: русский

Аннотация.

Целью статьи является обоснование способа повышения надежности горных машин путем снятия напряжений в сварных швах, являющихся наиболее слабым звеном в сварных конструкциях горнотехнического оборудования. Многими исследователями установлено, что на качество сварного шва главным образом влияет его напряженное состояние. Задачей разработки является исследование влияния вибрационной обработки на механические свойства и перераспределение остаточных напряжений в сварных соединениях горнотехнического оборудования, изготавливаемых из конструкционных сталей. Для решения поставленной задачи выполнены экспериментальные работы, в которых исследовались сварные соединения, полученные сваркой ТВЧ (токи высокой частоты); электродуговой сваркой без вибрации и с вибрацией в процессе сварочных работ. Методом магнитной памяти металла выполнены замеры концентрации напряжений в сварных соединениях и получены зависимости изменения напряжений по всей длине исследуемого образца для трех видов сварки: токами высокой частоты (ТВЧ), электродуговой и электродуговой с вибрацией. Из полученных зависимостей установлено, что напряжения в сварном шве минимальны при сварке с вибрацией.  В двух других случаях напряжения в среднем выше в 2 раза (сварка ТВЧ) и 4 раза (электродуговая). Проведены исследования структуры поверхности шлифов для швов вышеперечисленных сварных соединений и получены 3D модели их поверхностей. Результаты исследований по снижению остаточных напряжений в сварных соединениях c применением вибрационной обработки позволяют рекомендовать ее для повышения качества и надежности горных машин. При применении вибрационной обработки в 2-4 раза снижаются остаточные напряжения в области сварного шва, в его структуре уменьшается число различных неоднородностей, которые являются очагами разрушения сварного соединения и приводят к преждевременному выходу из строя горного оборудования.

Ключевые слова:

остаточные напряжения, вибрационная обработка, сварное соединение.

Список литературы:

1. Квагинидзе, В.С.  Конструктивно-технологические мероприятия по повышению работоспособности сварных соединений металлоконструкций горно-транспортного оборудования / В.С. Квагинидзе, Н.Н.  Чупейкина // Горный информационно – аналитический бюллетень. – 2011. – № 12. – С. 185-192.

2. Антонов, А.А. Исследование технологических остаточных напряжений в сварных соединениях магистральных трубопроводов / А.А. Антонов, О.И. Стеклов, Ю.В. Сидорин // Заготовительные производства в машиностроении. –2012. – №3.– С.13-18.

3. Штефан, В.В. Управление уровнем концентраторов механических напряжений деформированного состояния в стальных конструкциях / В.В. Штефан, А.В. Тентлер, В.Е. Подольский // Контроль. Диагностика. – 2003. – № 7. – С. 61-64.

4. Tung, Ryan C. Estimating residual stress, curvature and boundary compliance of doubly clamped MEMS from their vibration response/ Tung, Ryan C.; Garg, Anurag; Kovacs, Andrew; Peroulis, Dimitrios; and Raman, Arvind // Birck and NCN Publications. – 2013. –  Vol. 4. – pp. 1-14.

5. Летуновский, А.П. Снятие остаточных сварочных напряжений / А.П. Летуновский, Г.В. Новиков // Сфера Нефтегаз. – 2010. – №1. – С. 156-157.

6. Vibromechanic Way to Remove Residual Stresses / A.A. Korolev, A.V. Korolev, A.A.Fomin [and at]// Trans Tech Publications. – 2015. – Vol. 1064. – pp. 103-107.

7. К разработке концепции снижения остаточных напряжений в сварных соединениях при электронно-лучевой сварке, обусловленных термоупругими явлениями / Н.Д.Гайденюк, Н.Ю.Серегин, Д.П.Савенков [и др.] // Вестник Сибирского государственного аерокосмического университета. – 2013. – № 3(49)  – С. 169-174.

8. Труфанов, Н.А. Модели формирования полей технологических и остаточных напряжений в условиях релаксационного перехода / Н.А. Труфанов, О.Ю. Сметанников, А.Н. Труфанов // Весник Нижнегородского университета им. Н.И.Лобачевского. – 2011. – № 4(5). – С.2534-2536.

9. Антошина, Т.В. Влияние остаточных напряжений на устойчивость пластин, предварительно напряженных локальным термическим воздействием / Т.В. Антошина // Збірник наукових праць Українського науково-дослідного та проектного інституту сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського. – 2009.. – №4. – С. 181-186.

10. Калмыков, М.А. Общие принципы описания процесса виброобработки с внешним источником динамического воздействия / М.А. Калмыков, В.Б. Струтинский, В.С. Щелоков // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2011.– №3(49). – С.45-49.

Об авторах:

Макеев Сергей Юрьевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, старший научный сотрудник в отделе Проблем разработки месторождений на больших глубинах, Институт геотехнической механики им. Н.С.Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепропетровск, Украина,s Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .

Макеева Анна Сергеевна, аспирант кафедры управления проектами Национальной металлургической академии Украины (НМетАУ), Днепропетровск, Украина, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .