Получения механической

Ультразвуковая сварка относится к процессам, в которых используют давление, нагрев и взаимное трение свариваемых поверхностей. Силы трения возникают в результате действия на заготовки, сжатые осевой силой Р, механических колебаний с ультразвуковой частотой. Для получения механических колебаний высокой частоты используют магнитострикционный эффект, основанный на изменении размеров некоторых материалов под действием переменного магнитного поля. Изменения размеров магнитострикционных материалов очень незначительны, поэтому для увеличения амплитуды и концентрации энергии колебаний и для передачи механических колебаний к месту сварки используют волноводы, в большинстве случаев сужающейся формы.

Однако диаграмма растяжения в координатах Р, А/ зависит от размеров испытуемого образца, его длины и площади поперечного сечения. Для получения механических характеристик материала эту диаграмму перестраивают в систему координат а, е. Напряжение ст = P/FO, где F0 — площадь поперечного сечения образца до испытания; продольная деформация е = А/До, где 10 - длина расчетного участка образца до испытания. Так как величины FQ и 10 постоянны, диаграмма а = /(е) имеет тот же вид, что и Р — f (А/) и отличается от нее масштабами. Диаграмма ст = = / (е) характеризует свойства испытуемого материала и носит название диаграммы растяжения.

Наряду с испытаниями, проводимыми для получения механических характеристик материалов, изучаемых в сопротивлении материалов, проводятся и так называемые технологические пробы, например, загиб полосового образца, продавливание круглой матрицей' диска из листа и т. п. Такие пробы осуществляются для проверки поведения материала при соответствующих технологических процессах — при гнутье, штамповке и т. п. Настоящий параграф преследует весьма скромную цель — показать классификацию существующих типов испытаний свойств материалов1).

граммного управления G 05 В 19/46; управления подъемниками В 66 В 1/04); средства <для запирания и отпирания замков без ключей Е 05 В 51/02; (извлечения отформованных керамических изделий из форм 7/12; для литья в формы при обработке керамического материала 21/36-21/40) В 28 В; для открывания и закрывания люков ж.-д. вагонов В 61 D 7/28; для разбрасывания песка и др. гранулированных материалов с транспортных средств В 60 В 39/08; для соединения металлических деталей или изделий В 23 Р 11/02); тараны F 04 F 7/02; тормоза
Эластичные [(ленты С 9/34; резервуары D 88Д16-24); сосуды, наполнение В 3/00) В 65; материалы для изготовления гибких печатных форм В 41 D 7/00-7/04; подшипники F 16 С 27/ (00-08); свойства, измерение G 01 (М 5/00, N 3/00)]; Элеваторы в устройствах для загрузки транспортных средств мусором В 65 F 3/18; Электрическая [дуга, использование <(для нагрева материалов при их распылении 7/22; в устройствах для распыления материалов 7/22; в электростатических распылителях 5/06) В 05 В; для переплавки металлов С 22 В 9/20); обработка жидкого металла в литейных формах В 22 D 27/02; энергия (использование (для получения механических колебаний В 06 В 1/02-1/08; в химических или физических процессах В 01 J 1/08); осветительные устройства со встроенным источником электроэнергии F 21 S 9/00-9/04)]; Электрические [F 02 (генераторы (использование в системах зажигания двигателей Р 1/02-1/06; привод с использованием ДВС В 63ДОО-04)); цепи, использование для запуска двигателей N 11/08); ж.-д. В 60 (L, М); заряды (использование для изготовления металлических порошков В 22 F 9/14; средства для снятия с шин транспортных средств В 60 С 19/08); изоляторы в линиях энергоснабжения В 60 М 1/16-1/18; конвейеры В 65 G 54/02; контактные сети для электрического транспорта В 60 М; опоры F 16 С 32/04; отопительные системы для жилых и других зданий F 24 D 13ДОО-04); предельные выключатели и цепи в подъемных кранах В 66 С 13/50; разряды, использование (для зарядки или ионизации частиц В 03 С 3/38; для нагрева печей F 27 D 11/(08-10)); ракеты В 64 G, F 02 К 11/00, В 64 С 39/00; сервоусилители (в

Электролиз [воды как способ получения водорода или кислорода С 25 В 1/04-1/12; использование для {очистки воды и сточных вод С 02 F 1/46; разделения изотопов В 01 D 59/40; В 23 (резки Н; сварки К 28/00) металлов); С 25 С (расплавов 3/00-3,36; растворов 1/00-1/24) для получения регенерации или рафинирования металлов или сплавов ]; Электролит(ы), использование (в термометрах G 01 К 7/26-7/28; для электроэрозионной обработки металлов В 23 Н 1/08, 3/08, 5/12, 7/34); Электролитическое (декапирование 1/00-1/18; травление 3/00-3/30) С 25 F; Электромагнитное излучение (измерение в обогатительных установках В 03 В 13/04; использование для получения механических колебаний В 06 В 1/04; при сортировке материалов или изделий В 07 С 5/344; мишени, излучающие электромагнитные волны F 41 J 2/00); Электромагнитные (грузозахватные устройства подъемных кранов В 66 С 1/06-1/08; F 02 (датчики-преобразователи в системах зажигания двигателей, размещение Р 7/067; ракетные двигатели К 11/00); захваты для подъема судов В 63 С 7/22; F 16 (клапаны в многоходовых запорных устройствах К 11 /24; муфты выключаемые D 27/(02-09); приводы клапанов и т.'п. К 31/(02-05)); компасы G 01 С 17/(28-32)>; Электромагниты, использование в ползунных прессах В 30 В 1/42; Электронагрев [грохотов и сит В 07 В 1/62; использование (для предотвращения обледенения летательных аппаратов В 64 D 15Д12-14); для соединения пластических материалов В 29 С 65/(30-32); для сушки F 26 В 23/(04-08)>; F 27 В (подовых 3/08; тигельных 14/06; туннельных 9/06) печей; регулирование температуры G 05 D 23/00; транспортных средств В 60 L 1/02-1/12]; Электронно-лучевые печи Н 05 В 7/00; Электронные (гравировальные автоматы В 41 С 1/02; пушки Н 01 J 37/(06-077); средства, использование для сортировки изделий по размеру В 07 С 5/08)

Эмалирование металлов [соединение эмалированных изделий в процессе эмалирования 15/00; способы {нанесения эмали 5/00-5/08; и устройства (для обжига покрытий 9/00-11/00; для плавления и спекания эмалей 1/00-1/02»; устранение дефектов путем местной переплавки эмали 13/02; химическая обработка металлических изделий перед эмалированием 3/00] С 23 D; Эмульгаторы В 01 F 17ДОО-56); Эмульгирование жидкостей В 0*1 F 3/(00, 08, 10); Эмульсии (для очистки металлических поверхностей С 23 G 5/06; полимеров, обработка С 08 F 6/14; расслаивание В 01 D 17Д04-05)); Энергия [волн, использование для привода гидродвигателей или турбин F 03 В 13/22; выхлопа, использование для привода ДВС F 02 В 37/10; магнитная, использование для сварки В 23 К 20/06; механическая (использование для получения (механических колебаний В 06 В 1/10-1/16; теплоты F 24 j 3/00); преобразование в тепловую в парогенераторах F 22 В 3/06); накопление (в газотурбинных установках F 02 С 6/14; в рачажных передачах F 16 Н 21/38); солнечная, использование 'для нагрева печей и плит F 24 J 2/02; устройства, использующие энергию движения транспортных средств В 61 D 43/00]; Энергоснабжение (космических летательных аппаратов В 64 G 1/42; электрических тяговых систем транспортных средств В 60 L 9/00-15/42); Эрозия (ДВС, F 02 В 77/04; клапанов, F 16 К 25/04; лопаток турбин F 01 D 5/28; реактивная аэродромов от реактивной эрозии В 64 F 1/26) защита; Эскалаторы для жилых зданий и сооружений В 66 В 21/00-31/00; Этикетирование В 65 С (конструктивные элементы этикетировочных устройств 9/00-9/46; поверхностей 1/00-1/04, 3/00-3/26, 5/00-5/06); Этикетки [бумажные, изготовление В 31 D 1/02; машины для пришивания D 05 В 3/20; В 65 С (нанесения клея на этикетки и изделия 9/20-9/25; устройства для выдачи 11/(00-06))]

верхностях. Силы трения возникают в результате действия на заготовки, сжатые осевой силой Р, механических колебаний с ультразвуковой частотой. Для получения механических колебаний высокой частоты используют магнитострикционный эффект, основанный на изменении размеров некоторых материалов под действием переменного магнитного поля. Изменения размеров магнитострикционных материалов очень незначительны, поэтому для увеличения амплитуды S и концентрации энергии колебаний, а также для передачи механических колебаний к месту сварки используют волноводы, в большинстве случаев сужающейся формы.

Анализ механических свойств сварных соединений, выполненных электроннолучевой сваркой, показал, что прочностные свойства и пластичность зависят как от химического состава и структуры исходного материала, так и от температуры отжига после сварки. Установлено, что для получения механических свойств сварного соединения, близких к основному металлу, необходимо после сварки применить отжиг. Оптимальное сочетание свойств сварных соединений (особенно ударной вязкости и ат.у) получено после отжига по стандартному режиму: 950° С, 1 ч, охлаждение на воздухе +530° С, 6 ч, охлаждение на воздухе. После отжига по указанному режиму сварное соединение сплава ВТ9 имеет предел прочности при 20 (104 кгс/мм2) и предел длительной прочности за 100 ч при 500° С порядка 65 кгс/мм2, близкие подобным характеристикам основного металла. Ударная вязкость сварного соединения снижается на 30—40% по сравнению с основным материалом и составляет 2,3 кгс-м/см2. При этом удельная работа разрушения при ударе на изгиб на образцах с трещиной составляет 1,9—3 кгс-м/см2. Предел усталости сварного соединения сплава ВТ9 равен 28—44 кгс/мм2 и составляет 0,7—0,9 от предела усталости основного материала. Сварка не снижает малоцикловую усталость материала, величина которой при 1000 циклах равна 100 кгс/мм2.

3) для получения механических перемещений, отличных от поступательного движения.

При ультразвуковой сварке для получения механических ко-~.._дейаний высокой частоты обычно используется магнитострикцион-зл <ньм эффект, состоящий в изменении размеров некоторых металлов, •р 3;го авов и керамических материалов под действием переменного

В различных технологических схемах возможны другие варианты парогазовых установок, позволяющих использовать теплоту, выделяющуюся в технологическом процессе для получения механической энергии, чаще всего потребляемой в этих же схемах, на привод компрессоров, насосов и т. д.

2°. Движущие силы создаются двигателями, которые осуществляют преобразование какого-либо вида энергии в механическую работу. В паровых машинах, в паровых и газовых турбинах, в двигателях внутреннего сгорания в механическую работу превращается тепловая энергия, в электродвигателях механическая работа получается из электрической энергии; потенциальная энергия, накопленная водой, преобразуется в механическую работу гидротурбинами; натянутая пружина может произвести механическую работу; превращение электрической энергии в механическую происходит и в электромагните; поднятая гиря также может служить источником получения механической работы.

Выбор для механизма того или другого двигателя зависит от того, какую работу должен совершать механизм. Для получения механической работы в течение длительного времени следует применять двигатели, к которым преобразуемую энергию можно подводить в течение неопределенно длительного времени. К таким двигателям принадлежат тепловые, гидравлические, электрические и другие. Для кратковременной повторяющейся работы применяются электромагниты, пружины и другие. Такие двигатели приходится заряжать для создания потенциальной энергии, которая ^ может быть превращена в механическую работу.

Описанный способ получения механической энергии за счет тепловой не может удовлетворить потребностям техники, так как процесс преобразования энергии прекратится, как только поршень достигнет своего крайнего положения. Чтобы устройство отвечало своему назначению, процесс должен продолжаться так долго, как это требуется. Именно так происходит он в тепловых двигателях. Последние бывают самых разнообразных конструкций, и принципы их работы также разнообразны.

Рассмотрим обратное явление, т. е. переход тепла в механическую энергию. Этот процесс имеет первостепенное значение, так как основным источником получения механической энергии служит до настоящего времени тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива.

Изучение процесса получения механической энергии из тепловой привело к утверждению второго закона термодинамики, который устанавливает условия, при которых становится возможным само явление преобразования тепловой энергии в механическую. Второй закон термодинамики говорит, что невозможно в периодически действующей машине целиком перевести в работу все тепло, сообщенное рабочему телу от какого-либо источника тепла («верхнего» или «•горячего»; его иногда называют теплоотдатчиком); в процессе работы такой машины часть этого тепла неминуемо должна быть отдана другому телу с низкой температурой («низшему», или «.холодному», источнику тепла, иначе — теплоприем-нику), вследствие чего эта часть тепла с точки зрения преобразования ее в механическую энергию оказывается потерянной.

В двигателях другой категории процесс получения механической энергии совершается следующим образом. Газ (или пар) вытекает из особой насадки (сопла); скорость, а следовательно, и кинетическая энергия его сильно увеличиваются (это движение называют видимым движением); в таком виде струю газа направляют на лопатки, насаженные на диск, жестко укрепленный на валу. Попадая на лопатки и изменяя направление своего движения, пар отдает им часть своей кинетической энергии и приводит

Кроме того, во всех случаях получения механической энергии ограничение на мощность накладывается приводом — движителем. В случае, когда последний представляет собой вращающиеся тела (винт самолета или судна, элементы трансмиссии автомобиля и т. п.), мощность определяется зависимостью

Мощность тепловых двигателей можно представить в виде произведения массового расхода РТ М на разность энтальпий, используемую для получения механической работы At:

Упругостно-гравистатические ПЭ (УГПЭ) представляют собой устройства, в которых энергия сжатого газа используется для изменения гравистатической энергии системы. Так, например, сжатый в баллоне газ можно прршенить для получения механической работы не только с помощью РМ, но и путем изменения плавучести подводного аппарата. В последнем случае сжатым газом вытесняют воду из цистерн главного балласта.

Применяемые в технике двигатели очень разнообразны, и выбор того или иного двигателя в каждом отдельном случае зависит от того, какую работу должен совершать машинный агрегат. Для получения механической работы в течение длительного промежутка времени следует применять двигатели, к которым преобразуемую энергию, тепловую, электрическую или какую-нибудь иную, можно подводить в течение неопределенно долгого времени. К таким двигателям принадлежат тепловые, гидравлические, электрические и еще некоторые другие.