автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Процессы термической обработки гуммированных объектов и разработка методов их расчета

г Г 5 ОД

- 3 МАР 1997

На правах рукописи

ОСИПОВ Юрий Романович

ПРОЦЕССЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ГУММИРОВАННЫХ ОБЪЕКТОВ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИХ РАСЧЕТА

05.17.08 - Процессы и аппараты химической технологии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ВОЛОГДА 1997

А

Работа выполнена в Вологодском политехническом институте.

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор Блиничев В. Н. Доктор технических наук, профессор Гончаров Г. М. Доктор технических наук, профессор Зайцев В. А.

Ведущая организация: НИИПИК , г. Иваново.

Защита состоится " 21 " MApTrl 1997 г. на заседании диссертационного совета Д 064.76.01 в Ивановской государственной архитектурно-строительной академии: 153002, г.Иваново, ул. 8 Марта, 20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии Автореферат разослан " 17 " сре драим 1997 г.

V

Ученый секретарь . ¡^¿Ц^

диссертационногосовета ) кЛадаевН.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из важных задач технического про-ресса является повышение качества, надежности и долговечности машин при щновременном снижении их металлоемкости.

Разнообразные отрасли промышленности и сельского хозяйства предъ-1вляют высокие требования к антикоррозионной защите деталей машин и агъ вратов, работающих в условиях сильных агрессивных рабочих сред при по-¡ышенных температурах и давлениях, с периодическим изменением состава гтих сред, при эффективном их перемешивании.

Из существующих способов защиты поверхностей гуммирование занижает особое положение вследствие того, что резина обладает целым комплексам технически полезных свойств: стойкостью к воздействию агрессивных сред, 1ластичностью, вибростойкостью, способностью выдерживать мощные гццро-1инамические удары, водо- и газонепроницаемостью,тепло- и морозостойко-гтью.

Вулканизация покрытий является завершающим и наиболее ответст-енным процессом во всем цикле работ по гуммированию любого металличе-кого объекта, сопровождающимся большими затратами энергии и особенно уждающимся в совершенствовании. Высокие эксплуатационные качества ювых [уммированных деталей машин и аппаратов должны закладываться на тадии проектирования. Отсюда вытекает необходимость и актуальность ис-ледований, направленных на повышение качества труда за счет механизации I автоматизации, усовершенствования и интенсификации процесса получения этовых изделий.

Несмотря на широкое распространение гуммированных деталей машин I аппаратов, теория, методы их расчета, проектирования и изготовления рас-мотрены недостаточно.

Надежность гуммированных деталей машин и аппаратов неразрывно вязана с когезионной прочностью, химической стойкостью гуммировочного окрытия и адгезива, потерей прочности крепления к металлу и т.д. Эта про-лема в настоящее время разбита на рад частных задач, которые решаются золированно. Коме того, их решение изложено в различных разделах техниче-кой литературы.

Такое состояние проблемы заставляет искать новые подходы к ее ре-]ению. Поэтому разработка новой технологии получения [уммированных объ-ктов, разработка теории расчета и построение на ее основе универсальных

методов расчета, позволяющих комплексно решить проблему, является актуальной задачей, отвечающей требованиям научно-техничесмого прогресса.

Подход к проблеме, принятый в работе, характеризуется тем, что рассматривается изготовление гуммированных деталей машин, агрегатов и аппаратов методами пластического деформирования резинометаллических листов и полос после термообработки эластомерного покрытия, а не гуммирования готового металлического объекта, как принято в традиционных методах. В этом случае рассматриваются способы термообработки, позволяющие создать поточную линию для изготовления гуммированных объектов. Кроме того, рассматривается совместная деформация эласто мерного покрытия и металлической основы, взаимодействующую между со бой. Разработка программных средств осуществлялась с использованием метода системного и структурного программирования.

Научно обоснованные универсальные математические модели экспериментов, представленные в данной работе, прошли апробацию на разнообразных машинах и объектах в химической, нефтехимической, дерево обрабатывающей, металлургической промышленности и промышленности сельскохозяйственного машиностроения. Автор данной диссертации был исполнителем этих разработок

Целью диссертационной работы является теоретическое обобщение результатов математического моделирования и расчета процессов тепло переноса при термической обработке листовых гуммированных объектов в аппаратах с активным щцродинамическим и тепловым режимом, базирующееся на решениях краевых задач внутреннего переноса теплоты в многослойном эла-сгомерном покрытии; развитие и совершенствование на этой основе инженерных методик расчета процесса, а также расчетно-экспериментальное исследование перспективных технологических процессов горячего крепления покрытий к металлу и качества гуммированных покрытий в лабораторных и промышленных условиях; выборка рекомендаций для промышленного освоения результатов исследований; внедрение разработанных методик, технических и технологических решений в практику предприятий.

На защиту выносится: способ термообработки и модель гуммируемого изделия в вцце многослойной пластины; теория процесса вулканизации и расчета температурных полей вулканизуемых эластомерных покрытий; результаты экспериментальных исследований по влиянию основных факторов на скорость и степень вулканизации эластомерного покрытия; неразрушающие методы определения степени вулканизации покрытий и прочности крепления покрытий к

металлу, позволяющую автоматизировать контроль и управление процессом гуммирования ; результаты теоретических и экспериментальных исследований коррозионной стойкости эластомерных покрытий ; результаты исследования влияния давления вулканизующей среды на качество, гуммированных деталей машин ; система контроля и управления процессом сушки наносимых слоев клея; способ подготовки поверхности металлического объекта, вопросы теплообмена между металлом и механизмом уплотнения абразивной среды, результаты теоретического и экспериментального исследований прочности горячего крепления эластомерных покрытий; электроннофрак-тсфафичешхо анагиза структуры слоев и клеевых швов покрытия ; экспертные методы и теория планирования эксперимента при прогнозировании работоспособности гуммированных деталей машин и технологического оборудования ; рекомендации по промышленной реализации процесса изготовления гуммированных деталей машин и аппаратов из резинометаллической полосы.

Научная новизна. Предложена методика расчета процессов термической обработки гуммировочных покрытий , сопровождающихся химическими взаимодействиями и протекающую в системе" инертный зернистый теплоноситель - твердое теш" в условиях организованной гидродинамической и тепловой обстановки, базирующаяся на решении краевых задач переноса теплоты в многослойной эластомерной обкладке с внутренними источниками.

На принципах предложенной методики осуществлено решение следующих задач теплопереноса:

1) теплоперенос в многослойном эластомерном покрытии с изменяющимся во времени в пределах каждого слоя внутренним источником теплоты и граничных условиях третьего рода на внешних поверхностях;

2) теплоперенос в эластомерном покрытии гуммированного объекта без учета внутренних источников теплоты;

3) теплоперенос в металлической основе, абразивной среде и механизме уплотнения в процессе подготовки металла к нанесению адгезива;

4) теплоперенос в гуммированных валах с многослойным эластомерным покрытием;

5) теплоперенос в резиновых узлах трения с продольными смазочными канавками.

Полученные решения краевых задач теплопереноса легли в основу разработки математических моделей и методик расчета:

1) процессов термической обработш покрытий [уммированных объектов в аппаратах непрерывного действия с инертным зернистым теплоносителем;

2) процессов термообработки эласгомерных покрытий в секционированных аппаратах с инертным зернистым теплоносителем;

3) процессов абразивно-порошковой очистки поверхности металла перед нанесением на нее адгезива.

Произведено расчетноэксперименгальное исследование указанных процессов в лабораторных и промышленных условиях, получены новые экспериментальные данные по кинетике вулканизации, химической стой кости и структуре слоев и клеевых швов гуммированных покрытий на основе различных каучуков. Разработаны новые методы и устройства для неразрушающего контроля степени вулканизации и прочности крепления покрытий ; новая технология изготовления гуммированных объектов с с применением поточной линии и АСУТП.

Практическая ценность результатов работы заключается в том, что разработаны и доведены до конечной реализации инженерные методы расчета процессов термообработки гуммировочных покрытий, внедренные в расчетную практику ряда предприятий (АО "Газоаетоматика", Сокольский ЦБК и др.); на базе проведенных исследований предложены новые способы термообработки покрытий и конструкции аппаратов для их осуществления, позволяющие значительно снизить удельные энергозатраты и резко сократить время обработки обкладок. Разработаны также способы и устройства неразрушающего контроля степени вулканизации, прочности крепления покрытий к металлу и автоматизации процесса сушки клеевых покрытий. Созданы алгоритмы и программы для расчета на ЭВМ всех параметров процесса, которые могут быть использованы в библиотеках САПР при проектировании гуммированных деталей машин и аппаратов.

Полученные результаты были использованы в хоздоговорных научно-исследовательских работах; "Исследование процессов вулканизации прорезиненных тканей с двухсторонним покрытием" (Калинин, КПИ, 1975-76г., тема N2 138), "Улучшение динамических характеристик двух этажных лесопильных рам" (Вологда, ВоПИ, 1980г., тема № 422/76, № гос. регистрации 76014518), "Отработка конструкции и технологических процессов агрегатов очистки горяче-катанных полос и круглой катанки от окалины" (Вологда, ВоПИ, 1989г., тема ЧФ-475/2) и госбюджетных научно-исследовательских работах: "Исследование во-ТтросовгаШения вибраций лесопильно-деревообрабатывающего оборудования" ( Вологда, ВоПИ, 1983г., тема № Г16.2МЗ," № гос. - регистрации 79061548), "Математическое моделирование процесса массообмена при опробовании нефтяных скважин (Вологда, ВоПИ, 1989-1990г.г., тема № Г9.6.Э4), "Исследование процессов разрушения древесины при волновом воздействии"

(Вологда, ВоПИ, 1993-1995г.г„ тема N2 6 п.53), "Исследование возможности интенсификации работы теллообменного оборудования производства • серной кислоты ЧПО "Аммофос" (Вологда, ВоПИ, 1989-1990 гг.).

Практическая реализация разработок осуществлена при создании сточных устройств и вентиляционных коробов в ОПХ "Остахово" Вологодской области, защите кузовов и бункеров в Даниловском ДРСУ треста "Ярославльавтодор", на заводах "Соколреммаш" и Вологодском вагоноремонтном , очистке металла от окалины в АО "Северсталь" г. Череповец, гуммировании оборудования на Сокольском ЦБК, АО "Вологодский подшипникоеьй завод" и АО "Газоавтоматика". Материалы исследований внедрены в учебный процесс. /"

Публикации. За период с 1972 выполнено 194 работы, из них 117 опубликовано в изданиях, утвержденных для освещения научных докторских дис--' сертаций; Изданы монографии: Осипов Ю.Р. Режимы вулканизации и прогнозирование свойств гуммироеснньк покрытий. - Вологда: ВоПИ, 1992 - 204с. Осипов Ю.Р. Работоспособность гуммировочных покрытий в сегьскохозяйственной и мелиоративной технике. - Вологда: ВоПИ, 1994. - 97 е., Осипов Ю.Р. Структура и прочность горячего крепления элас томерных покрытий к металлу. - Вологда: ВоПИ, 1994. - 110с., Осипов Ю.Р. Автоматизация процесса сушки клеевых покрытий гуммированных объектов. - Вологда: ВоПИ, 1994. - 64с., Игонин В.И.,Осипов Ю.Р. Модели температурного и напряженного состояния в элементах конструкций турбонагнегательных агрегатов. - Вологда: ВНЦ РАД, 1995. -160с., Осипов Ю.Р. Термообработка и работоспособность покрытий гуммированных объектов. - М.: Машиностроение, 1995. - 232с. Подано 13 заявок на изобретение, на данный момент получено 8 авторских свидетельств. По материалам научных исследований изданы пособия, описывающие новые подходы к решению проблемы, включая теорию и методы контроля качества гуммированных деталей машин и аппаратов.

Апробация работы. Основные материалы исследования были доложены и обсуждены на 36 Всесоюзных, межреспубликанских и международных научно-технических конференциях, симпозиумах и совещаниях в период с 1974 по 1996 годы. Автор выступал с научными докладами по теме диссертации на: Все союзном семинаре по сушке, октябрь 1974 г. в г. Москве; Всесоюзной конференции "Повышение долговечности и надежности машш и приборов", 22-24 сентября 1981 г. в г. Куйбыкеее; Седьмой Всесоюзной конференции "Планирование и автоматизация эксперимента в научных исследованиях", 20 -22 сентября 1983 г. в г. Москве ¡Всесоюзной научно- технической конференции

"Повышение ресурса узлов трения, работающих в экстремальных условиях ", май 1985 г. в г. Перми ; Всесоюзных конференциях " Перспективы и опыт внедрения статистических методов в АСУ ТП ", 12-14 мая 1984 г. в г. Смоленске; 2-4 июня 1987 г. в г. Туле : 22 - 24 мая 1990 г. в г. Туле ; Первой Всесоюзной конференции "Композиционнье материалы в породоразрушающих инструментах". 22-24 сентября 1987 г. в г. Ивано-Франковске ; Первом Всесоюзном семинаре " Применение полимерных композиционных материалов в машиностроении ", 15-17 июня 1987 г. в г. Ворошиловграде; Всесоюзной научно-технической конференции "Защита оборудования и изделий химического и нефтяного машиностроения от коррозии", 26 - 27 мая 1988 г. в г. Пензе; Всесоюзной научной конференции "Математическое моделирование", в мае 1989 г. в г.Куйбьшеее ; Всесоюзном научно - техническом совещании " Нефунтовые и противофильт-. рационные конструкции и гидроизоляция энергетических сооружений", 6-8 июня 1989 г. в г. Ленинграде: Всесоюзном научно техническом семинаре" Применение САПР в химическом и нефтяном машиностроении", 19-23 октября 1990г. в г. Москве: Первой Всесоюзной конференции "Полимерные материалы и технологические процессы изготовления изделий из них", 26-28 ноября 1991 г. в г. Москве: Межреспубликанском научно-техническом семинаре "Клеи и клеевые соединения в народном хозяйстве", 15-16 декабря 1992 г. в г. Москве: Межреспубликанской научно-технической конференции "Клеи, герметики, компаунды: производство и эколсчия", 25-29 января 1994 г. в г. Суздале: Международном симпозиуме по механике эластомеров, 21 - 23 июня 1994 г. в г. Днепропетровске; Научно -технической конференции" Покрытия , упрочнение, очисга. Экологически безопасные технологии и оборудование", 18-21 апреля 1995 г. в г. Москве; Научно - технической конференции " Поли мерные материалы: производство и экология", 20-23 июня 1995г. в г. Ярославле и др.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объем работы. Диссертация состоит из 7 глав, введения, выводов, списка использованных источников и приложения Общий объем диссертации 463 е., в том числе/23 рис., \\ табл.,и 18 0 с. приложений.

В главе 1 рассмотрен температурный режим гуммированного объекта в процессе ву/канизации его покрытия, приведены расчеты тепловых характерна • стж и температурок полей в эластомерных покрытиях, показаны условия вугь ган'лзации и основные факторы, влияющие на скорость и степень вулканизации

покрытий. Описан механизм теплообмена между поверхностью и вулканизующей средой.

Прочность системы эластомер-металп зависит от температуры вулканизующей среды, продолжительности термообработки, толщины металлической подложки и обкладки, давления вулканизующей среды на размягченную поверхность эластомера, химического состава покрытия и адгезива, величины удельного теплового потока и других факторов.

При вулканизации многослойных обкладок гуммированных деталей машин, различных конструкций и технологического оборудования необходимо обеспечить в минимально возможные сроки такое распределение и изменение температур по времени, при котором для данного типа покрытия, применяемых материалов и рецептур резин, эбонигав и адгезивов получается наилучшее сочетание комплекса основных свойств готового изделия.

Рассмотрена многослойная плоская стенка, разделяющая среды, температуры которых произвольным образом изменяются во времени. Теплообмен на внешних поверхностях стенки со средами происходит по закону Ньютона, а в пределах каждого ее слоя действует изменяющийся во времени внутренний источник теплоты. Тогда, предполагая, что между слоями стенки осуществляется идеальный тепловой контакт, а теплофизические свойства слоев и интенсивности внутренних источников тепла не зависят от температуры, задачу определения нестационарного температурного поля в рассматриваемой многослойной плоской стенке можно свести к интегрированию следующего дифференциального уравнения нестационарной теплопроводности:

V

¿т,

(1)

(0<Х <Х„;г>0)

при начальном

Т(Х, 0) = /(*),

(2)

и фаничных условиях

-лм^+^.г)

= «, <рМ<

= а2<р2(т),

(3)

где X - линейная координата, отсчитываемая от внешней поверхности

подложки; ^(г) и (р2{т) - температуры сред; а, и а, - коэффициент

теплообмена.

Условия сопряжения на поверхностях стыковки слоев

Т

1 Х1 = +0

Л''

= - Л

дТ1

х =+о

' дХ

X = -о

где ХгО - плоскость контакта Контактное сопротивление при этом не учитывается. Теплофизические характеристики многослойной пластины как едино? целой и действующие в ней внутренние источники тепла с интенсивность«: ци(Х,т) как функции координаты X представляются в виде:

ы

ел*) = с, - С„к.(* - X);

¡=1

где Д . и с - соответственно коэффициент теплопроводности и объёмная теплоемкость итого слоя стенки; д - интенсивность внутренних источников тепла в нтом слое стенки; Х1 - координата сопряжения итого и ¡+1-го слоев стенки; п - количество слоев; - А',) - асимметричная единичная

функция: £_(Х-Х0 х^Х1 '

От переменной X переидем к новой независимой переменной Ъ согласно

соотношению:

¿■у л(х') V Я,

х +

(4)

л-1 := 1

/

с.

1

С,

VI

л,

л.

Общее решение задачи будем искать в вцце:

4. +

(5)

Подставив (5) в дифференциальное уравнение теплопроводности, получим после преобразований выражения для коэффициентов Ат и ат(7)-

1

= \\fiz) - у{г,0 )ус,(г)л(г) у,Я{2)я ®

N т о

где - квадрат нормы собственных функций

N1=

ж

(7)

Мт О

г)

дт

^ЕЩЩг^сЯ (8)

Квазистационарная составляющая искомого температурного поля (5) определится из уравнения:

1 2 -1

■ + + I

1

1

у+1 д/С/А_,у

(г -2,)

(9)

1

1

1 1 »-)( ОГ1 СГ2 л'СЫ! Vе;

(г

Находим с точностью до произвольной постоянной вид собственных функций по уравнению:

_ Ктт]с\А1 „ +-СОЭ 2 + 2

Кт^С\Л\

а 1

\

1-

(10)

V «1 где

QJ - я, бшкт(г

/-1

В.,=со$К„2, - I

1=1

с,я,

1+1V

/г,-со З*^,-;?,)

(7 = 2,3,...,« - 1)

\

■ч

1

К] = БШ Кт2} - V

1=1

1

10

сл"

й-соз к^-г.)

' 1^1+1-(У- 2,3,...,«- 1)

и характеристическое уравнение для определения собственных чисел

а2р(кт) + кт4сХ-Е{кт) =кт^дх1 Кт4сХ^{Кт)-а2М{Кт) а, где

(11)

л-1

Р{Кт) = *пКт2„-1.

У = 1

1-

СА

л-1

7+1/

Е(Кт) = созКт2п-Х /=1

СА

л-1

Ь{Кт) = втКтгп-Х ;=1

1-

СА

1Су+1А

У+1/

п-1

М{Кт) = ^Кт2п- X

;=1

1

СД

у )

К]втКт{2п-2}), Я, со 5Кт(2„-2/); д;С0зКт(2п-2;),

Если теперь с учетом найденного вида собственных функций (10) вычислить коэффициенты Ат и ат (г) согласно выражениям (6)-(8) и подставить их значения и выражение (9) в искомое решение (5), то тем самым завершится гххлроение общего решения поставленной задачи .

Очевидно, что сумма времени прогрева и времени термообработки при температуре, близкой к Тс • Даст предельное время, в течение которого резиновая смесь может находиться при данных температурных условиях.

В различных отраслях промышленности широко применяются рези-нометаллические валы и подшипники с продольными канавками.

_Разработана _методика_аналитмческого исследования нестационар-_

ного температурного поля резинового подшипника с продольными смазочными канавками. Основой предлагаемого теплового расчета является расчет нестационарного температурного поля его резинового сегмента. Сегмент представлен в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами

1

21 х ¿>г в поперечном сечении. При этом сегмент обращен к валу по поверхности у = ьс< контактирует с вкладышем по поверхности у - о, а охла-

хадающая жидкость омывает поверхности х = 1 и х = -1. С учетом допущений формула для расчета нестационарного температурного поля сегмента может быть получена из решения уравнения теплопроводности

сТ(х,у,г)

дх

' С1об

С?Т(х,у,т) #Т(х,у,т) ЯX2 ду

(12)

где - / < х < /; 0 < у < 0 < г < оо; а • коэффициент температуропроводности резины; Т(х,у, г) - текущая температура сегмента; х,у -текущие координаты, при начальном условии

Т(х,у,0) = /(х,у) (13)

и граничных условиях ЯГ[1,У,т) а

дх.

Я об

ТЫ-Т.

(14)

где а и Тс - коэффициент теплоотдачи и температура жидкости (среды), Д - коэффициент теплопроводности резины

оТ(0,у,т)

дс

= 0 (15)

об)

где - удельный поток тепла, подводимого от вала машины к

сегменту подшипника.

ЩхАт)

——=0 <17>

ду

Решение (12) при краевых условиях (13).. (17) получено с помощью конечных интегральных преобразований по координатам х и у с его после

дующей доработкой с целью улучшения сходимости рядов Фурье и имеет вид:

'ат ,, 1Й"И = 0Г

Т(х,У,т):

2»

I

-м/гп+(л п)/ь]

( г п 22 71 П

ехр С1об 1(1)' Üj Т

(-1 )"úUsin/¿„

jeW"

*ехр

/ 2 \ // 2 2 Мт , 7Г п

ог *

J/McosL f

(г-ш)

Ь,

С ЛИУ + eos -7—^ *

Jo Ос

-cos| [Лт~

be

¿+(Bi)2+Bi

J

[mAbí)2} t BrT ^

M,

\( tV/ 21

(18)

Ш 3

В|=а//Яо6; = т = 1,2,...; и = 0,1,...

Полученное решение будет полезно при разработке рецептур новых резин для узлов трения. На рис.1 приведены результаты расчета температурного поля подшипника при конкретных тепловых, геометрических, аэродинамических и механических параметрах. При проведении исследований была использована методика рационального планирования эксперимента. При этом на лабораторных установках проверены основополагающие теоретические посылки;

в производственных услсшяхттроведена "экспериментальна проверка теоре— тических исследований. Основными факторами, влияющими на качество готовых обкладок деталей машин, были приняты температура и продолжительность термообработки, толщины металлической основы и эласгомерной обкладки. Определение степени вулканизации обкладок проводилось химическим

методом (по содержанию свободной серы в покрытии), по интенсивности поглощения покрытиями гамма-квантов и физико-механическими испытаниями на отрыв, сдвиг, расслаивание, отслаивание и разрыв.

Установлено, что увеличение линейной скорости ожижающего агента вызывает увеличение интенсивности вулканизации лишь до определенного предела, что важно при промышленном осуществлении процессов термообработки эластомерных покрытий.

Исследования, проведенные по изучению влияния способа вулканизации гуммировочных покрытий на степень вулканизации, показывают, что при термообработке эластомерных покрытий в инертном зернистом тепло носителе создаются благоприятные условия для передачи тепла от вулканизующей среды к погруженному в нее изделию и для использования поточной линии для производства гуммированных деталей машин и технологического оборудования.

В результате обработки экспериментальных данных по вулканизации обкладок на основе каучуков НК, СКВ, НК+СКБ, СКМС-ЗОРП, СКМС-ЗО, АРКМ-15 и др. получена общая формула для определения содержания вул канизующего агента (свободной серы) в обкладках, дающая возможность с достаточной для практики точностью определить содержание вулканизирующего агента в покрьь тиях резинометалпических изделий, имеющих определенные геометрические параметры (^б и <У и полученных при определенных условиях термообработки (Тс и т), которая имеет вцц

в = А ехр КВТС + Ос)] 5тоб ■ 5ПСТ > (19)

где А - коэффициент скорости связывания вулканизующего агента (серы), зависящий от состава резиновой (эбонитовой) смеси; В, С, т, п - опытные коэффициенты.

С использованием уравнения (19) для различных каучуков и марок покрытий построены номограммы для определения содержания вулканизующего агента .

В соответствии с предложенной теорией и математической моделью нестационарного температурного поля в гуммированном изделии составлены программы и разработаны алгоритмы расчета температур в металле и покрытии и функциональная схема САУ, которая состоит из объекта управления (технологический процесс вулканизации), регуляторов, осуществляющих стабилизацию важнейших параметров, математической модели процесса и формирователя оптимальных управляющих воздействий.

В главе 2 рассмотрены теоретические основы процесса вулканизации эластомерных покрытий гуммированных деталей машин и аппаратов, приведены основные уравнения химико-термической обработки покрытий, установлена связь между параметрами вулканизующей среды и качеством термообработки эластомерных покрытий.

В настоящее время при оценке степени вулканизации покрытий для лабораторных исследований применяют химические методы определения общей и свободной серы. Практическое их использование ограничено из-за длительности анализа и необходимости иметь в наличии разнообразный ассортимент химических реактивов. Поэтому в работе реализованы способы неразрушаю-щего контроля степени вулканизации эластомерных покрытий, основанные на применении радиоволн вьсокочастспгного (СВЧ) диапазона, явлении отражения и поглощения эластомером оптических волн, радиоизотопный и ультразвуковой методы. Описаны явления, лежащие в основе кахздого метода, и соответственно устройства для контроля степени вулканизации гуммировочных покрытой. Для каждого устройства приведены типы микросхем, на которых оно реализовано.

Метод физического анализа по интенсивности поглощения покрытиями гамма-квантов базируется на известных зависимостях определяемых свойств эластомера от степени его вулканизации или от количества прореагировавшего агента вулканизации, содержащегося в эластомере.

На основании проведенных исследований построены зависимости количества нелрореагировавшего агента вулканизации от интенсивности поглощения покрытиями гамма-квантов, которые позволяют непосредственно по графику определять количество свободной серы в зависимости от времени вулканизации.

В данной главе рассмотрена также математическая модель оценки достоверности определения степени вулканизации эластомерных покрытий по результатам неразрушающего контроля.

В главе 3 рассмотрено влияние способа горячего крепления на коррозионную стойкость эластомерных покрытий деталей и узлов машин и технологического оборудования различного назначения в целом и теплового режима вулканизации на коррозионную стойкость отдельных слоев, а также использование математических методов для аппроксимации сложных физико-химических кри-— вых. Изучена стойкость покрытий из эластомеров на основе различных каучуков при нормальной температуре (293 К) и следующих концентрациях кислот азотной - 40%, уксусной - 50%, серной - 60%, соляной - 33%,- после вулканизации

* -1,0-0,6-0,20,20,61,0 н;/о

/2

5

6 3 О

Рис.1.Температурное поле сегмента резиноме-таллического подшипника при "ТГ =3600с. с начала пуска: охлаждающая жидкость— вода, число сег-У ментов- 8, размеры сегмента: 6с=0,01м; £ =0,07м; с размеры канавки ц = 0,1м; 02=0,1м; Р=275 кН/м\/и*= , * =0,003; ЫГ=2,5 м/с; Тс = V =283 К; / (х,у)=Т0=283 К.

н,%

а)

5 10 1520 г}сд/п.

я 8

о

¿1

\ 4.

б)

5101520 Г.сут.

Рис.2. Кинетические кривые набухания (Н) покрытий из резины марки ГХ-76 в серной (а) и азотной (б) кислотах после вулканизации: в вулканизационном котле; о — в инертном зернистом теплоносителе;д- методом про стой конвекции :а)&с=0,002м, $,§•=0,0075м ;1,2-Тс =423 К;Г =1800 с;3-Тс=418 К; Г =18000 с^б)^ =0,004м;&0«-=0,0075м; 1,2-Тс =428К; X =2400с;3-ТС =418К;ТГ=18000-

/

*

щ

К £

10 20 30 -с,с у т.

10 20 30 40Т,С№

Рис.3. Кинетические кривые набухания (Н-о),сопротивления разрыву (бТ-а), относительного (в- и остаточного удлинений покрытий марки ГХ-52(НК + СКБ) в пластификационной(1) и осадительной (2) ваннах после вулканизации в вулканизационном котле (- - -) и инертном зернистом теплоносителе (-).

под давлением острого насыщенного пара в вулканизационном котле, методом простой конвекции и в среде инертного зернистого теплоносителя (рис. 2).

Так как требования, предъявляемые к коррозионной стойкости эласто-мерных покрытий технологического оборудования различного назначения, растут в направлении повышения температурных пределов их работы, то были проведены исследования коррозионной стойкости покрытий в агрессивных средах со следующими характеристиками:

а) Н^ - 3540 г/л; гпБОп -10.5-14.5 г/л; Т = 353-361 К.

б) Н^ -133-136 г/л; гпвО« -16-18 г/л; Ыа^ - 300-320 г/л;

ПАВ - 0.01 %; Т = 321-323 К

Коррозионную стойкость эластомеров оценивали по степени набухания образцов, изменению внешнего вида и физико-механических показателей после испытания. Установлено, что вулканизация покрытий в среде инертного зернистого теплоносителя позволяет снизить способность эластомеров к набуханию не только при нормальной, но и при повышенных температурах (рис. 3).

При выборе тепловых режимов вулканизации гуммировочных покрытий необходимо руководствоваться тем, что режим термообработки должен обеспечивать высокое качество готовых обкладок. Поэтому было проведено исследование коррозионной стойкости отдельных слоев многослойных покрытий на основе каучуков НК, НК+СКБ, ОКБ, СКМС-ЗОРП, СКИ-3, СКС-ЗО и других в растворах серной (50% и 60%), соляной (33%), азотной (40%), уксусной (50%) кислот; аммиака (25%), едкого калия (20%), поваренной соли; в трансформаторном и приборном масле, ацетоне техническом и других средах

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Минимальное действие агрессивная среда оказывает на слои эластомера с поперечными связями, сравнительно трудно взаимодействующими с ней.

2 Факторы, снижающие способность слоев резин к набуханию, положительно влияют на коррозионную стойкость и прочностные свойства резин.

Химическая стойкость слоев обкладок после одинаковой продолжительности пребывания в агрессивной среде различна, что объясняется изменениями в структуре покрытия в процессе вулканизации. Изучение поперечных срезов слоев и клеевых швов многослойных эластомерных покрытий с помощью микроскопа МБИ-6 и электронного микроскопа УЭМЕИООК показало, что они от-~ личаются плотностью полимера, размерами и расположением пор в слое.

Электронномикроскопическое исследование структуры слоев и клеевых швов, определение температурных полей и содержания вулканизующего агента по слоям эластомерного покрытия доказывают, что химическая стойкость

слоев и покрытия в целом является откликом на распределение температур по толщине обкладки при термообработке.

Проведена статистическая обработка опытных данных распределения отказов эластомерных покрытий многослойных гуммированных изделий, испьн тываемых в азотной кислоте (15%), ресурс работоспособности которых был полностью исчерпан в процессе длительных эксплуатационных испытаний. Установлено, что значения параметра распределения количества отказов обусловлены общим для всех гуммированных изделий основным видом отказа -набуханием, а распределение времени безотказной работы хорошо согласуется с нормальным законом распределения

В главе 4 предложена модель контакта частиц инертного зернистого теплоносителя с поверхностью обрабатываемого эластомера. Процесс ударного взаимодействия разделяется на два этапа. При этом считаем, что деформация в зоне контакта во время первого (активного) этапа носит местный упруго-пластический характер. Во время второго (пассивного) этапа происходит раз-гружение, восстанавливаются упругие деформации, скорости соударяющихся тел увеличиваются и происходит нарушение контакта. На величину адгезии эластомера к металлу и интенсивность термообработки оказывает влияние только активный этап.

Местное смятие эластомера ас и максимальная контактная сила определятся по формулам:

ао=Ьрп; (20)

Е0 1 +

тах = (у Х — У+" . (21)

где Ь - коэффициент податливости материала; Р - контактное усилие; п -эмпирический коэффициент; Ео =М\/2о /2, где М - масса ударяющегося тела со скоростью Уо. Величина нормальной составляющей скорости \/0 частиц зернистого теплоносителя была определена экспериментально с помощью скоростной кинокамеры СКС-1М-16. Экспериментальное определение максимальной деформации атк и длительности активного этапа удара т* проводилось с помощью скоростной киносъемки модели контакта той же кинокамерой СКС-1М-16. Число частиц, приходящихся на 1 кв. м обрабатываемой поверхности эластомера, можно вычислить по формуле С. С. Забродского:

N = [(1 - е)20] / 0.65с!2, где 8 - порозность псеедоожиженного слоя зернистого теплоносителя; с! - эффективный диаметр частиц зернистого теплоносителя. Тогда общее давление инертного зернистого теплоносителя на поверхность ЭЛаСТОМерНОГО ПОфЫТИЯ Ро&ц=Ргта^

В индукционный период вулканизации обкладок гуммированных объектов происходит течение резиновых смесей. Положительное действие давления инертного зернистого теплоносителя имеет место как в иццукциожый период вулканизации, так и в период вулканизации вплоть до достижения определенной густоты вулканизационной сетки.

Глава 5 посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям адгезии обкладок к металлу и структуры слоев покрытия и клеевых швов гуммированных объектов.

Изучение прочности крепления покрытий к металлу проводилось по сопротивлению отрыву, сдвигу, расслаиванию и отслаиванию и неразрушающим способом по интенсивности поглощения инфракрасного излучения.

Для повышения качества и интенсификации производства гуммированных изделий предлагается использовать процесс абразивно-порошковой очистки, придав металлу импульсное движение. В связи с этим, рассмотрена задача о распространении волн напряжений в металлической полосе при ее продольно-колебательном движении. Считаем полосу с системой гидравлического привода как стержневую систему, состоящую из упругого стержня и присоединенной массы. Решение волнового уравнения для продольных колебаний упругого стержня при соответствующих начальных и граничных условиях имеет вцц:

металла; Е - модуль Юнга; т - масса стержня; |Дд - находится из характеристического уравнения

Теплообмен металлической полосы с абразивным ферромагнитным порошком является одним из важнейших факторов, влияющих на температуру

конца абразивно-порошковой —очистки,—которая—определяет_физико-

механические свойства металлического субстрата и начало нанесения адгезива на эластомерное покрытие и металл.

Поэтому рассмотрена двухслойная неограниченная пластина, у которой одна поверхность (ферромагнитный абразивный порошок) нагревается посто

1 т 2

т

в а/ш2){5т[а////Дг-г*)№Мг]

(22)

янным тепловым потоком, а другая (материал механизма уплотнения) - отдает тепло окружающей среде по закону Ньютона. В результате решения системы дифференциалжых уравнений, описывающих процесс нестационарной теплопроводности в абразивной сыпучей среде и механизме уплотнения с учетом соответствующих начальных и граничных условий, получены выражения для определения в них температурных полей.

Температурные поля в процессе очистки оказывают большое влияние на состояние гуммируемого металла и должны быть учтены в процессе продвижения его по технологической цепи.

Получены зависимости прочности связи при расслаивании слоев покрытия от времени вулканизации, показывающее, что образование связи между слоями одного и того же эластомера - это диффузионный процесс. Другим доказательством диффузионного характера прочности крепления двух слоев эластомера служит ее температурная зависимость (рис. 4, 5).

Результаты проведенных исследований показывают, что применение для горячего крепления эластомеров к металлическим субстратам инертного зернистого теплоносителя позволяет получать более высоко качественную продукцию, отличающуюся значительным увеличением адгезионной прочности.

Приведены результаты фотомикроскопического исследования структуры клеевых швов и слоев обкладки, прилегающих к ним, с помощью микроскопа МБИ-6 и электроннофракгографического анализа с использованием электронного микроскопа УЭМВ-100К , показывающие, что покрытия, свулканизован-ные в среде инертного зернистого теплоносителя, характеризуются более плотной, монолитной и однородной структурой; значительно меньшим размером пор.

Исследования структур слоев и клеевых швов многослойных эластомер-ных покрытий показывают, что они также являются "откликом" на распределение температур в процессе термообработки (рис. 6).

Предложен способ и устройства для неразрушающего контроля адгезии эластомера к металлу и автоматизации процесса сушки слоев клея. Получены зависимости для определения распределения напряжений как в клеевом шве, так и в эласгомерном покрытии и металлической основе.

Глава 6 содержит опыт применения экспертных методов, теории корреляции и планирования эксперимента в области испытаний работоспособности эластомерных покрытий. Рассмотрена возможность применения обобщенной функции желательности Харринггона для оценки режимов горячего крепления обкладок на основе различных каучуков. Определено влияние технологических

го

15

ю 5

/ I 3

Рис.4.Изменение прочности при расслаивании слоев покрытия из резины марки ГХ-66(НК+СКБ) после вулканизации:о - в инертном зернистом теплоносителе;Д- методом простой конвекции; 1-Тс= 413 К; 2-Тс=418 к; 3-ТС=423 К; 4-Тс= = 428 К.

/2 /8 Т-Ю\с

Рис.5.Кинетика нарастания прочности связи резины марки ГХ-66 с металлом при отрыве после вулканизации в инертном зернистом теплоносителе (о) и методом простой конвекции (Д): 1,5-Тс =428 К; 2-Тс=423 К; 3--Тс=418 К; 4,6-Тс=413 К.

395

373

353

¿А

г Н 3

( У п -/

А И г

К

Рис.6.Кривые распределения температуры в покрытии марки ГХ-14 + четыре слоя ГХ-66 при5С7=0,004м и Тс =418 К и различном времени вулканизации: 1- 60с; 2- 180с; 3- 300с; 4- 480с; 5- 600с; 6- 720с; 7- 840с; 8- 1740с.

355 0 4 5,57 8,510 Шм

факторе« (Т и т) и геометрических параметров (бьв и с^л) на степень вулканизации (содержание свободной серы) и механические свойства обкладок (прочность при отрыве, расслаивании и сдвиге и предельный угол изгиба).

Экспериментальные данные получены испытаниями образцов для каждой марки эластомера с применением метода рационального планирования эксперимента. Обобщенная функция желательности определена как средняя геометрическая свертка частных функций желательности

где т - число исследуемых показателей; \ - номер исследуемого показателя; а, - весовой коэффициент, учитывающий значимость показателя в общей системе; у}, кодированные (безразмерные )текущие значения показателей.

Определены для различных марок эластомеров соотношения режимов термообработки, при которых качество покрытий считается хорошим. Разработан алгоритм расчета значений обобщенной функции желательности для случая одностороннего ограничения исследуемых показателей при тюбом их количестве и любом числе экспериментов.

Правильность расчета подтверждается высокими качественными показателями готовых покрытий: большой прочностью крепления, высокой химической стойкостью, оптимальными значениями углов изгиба и др. С уменьшением толщины эластомерных покрытий и металлических основ значение Ос возрастает. При низких температурах и малом времени вулканизации Ос значительно меньше 0.37, что свидетельствует о непригодности использования таких режимов вулканизации.

При массовом выпуске гуммированных объектов определенной марки непрерывный технологический процесс имеет явное преимущество по капитальным и эксплуатационным затратам перед периодическим. В этом случае для выбора оптимального варианта алгоритма гуммирования необходимы критерии, с помощью которых можно было бы оценивать алгоритмы как в количественном, так и в качественном отношении. Предложен метод, суть которого заключается в составлении топологической модели технологического процесса, в которой процесс гуммирования рассматривается как преобразование исходных элементов конструкции и материалов в готовое резинометаллическое изделие и представляется в вцце ориентированного графа.

Технологический процесс автоматизированного технологического комплекса представляет собой цепь направленных преобразований, последовательно и параллельно выполняемых переходов и операций подачи материа

(23)

лов, замеров, отрезания, наложения на металлическую подложку и других состояний. При этом цепь преобразований записывается в веде алгоритма

Хо(1)А1(1) Л (Х1)А21(Х2,...Хж)АЖ л (24)

где А1,..Ач - дуги прямого направления, соответствующие операциям и переходам технологического процесса; Хо,..^- вершины графа.

Графически эту цепь представим в веде однонаправленного ориентированного графа или в виде системы уравнений

Х1 = АгаХо; (25)

Х2 = А21Х1;

XN-Ann.IXN.-I;

Взяв за основу алгоритм (24) процесса гуммирования и уравнения (25) для математического описания модели технологического процесса, применим аппарат теории направленных функциональных графов.

В целях уточнения модели в нее введены все реальные контуры и связи, характеризующие реализацию упорядоченных элементарных операций с учетом потерь в реальных условиях, что позволяет сформировать топологическую модель технологической системы. Обобщенная передаточная функция технологического комплекса представляет собой произведение передаточных функций отдельных технологических линий. На стадии эскизного проекта с помощью обобщенной передаточной функции решается задача оценки производительности оборудования, для чего необходимо вычислить ее значение для каждого варианта автоматизированной линии по гуммированию.

В основу оптимального варианта автоматизированной линии положен технологический процесс, обеспечивающий наименьшую стоимость гуммированных изделий при заданном их качестве. Стоимость выполнения конкретной операции является функцией длительности этой операции, стоимости создания средств автоматизации, коэффициента качества продукции при реализации операции, надежности процесса и устройства, а также поточности процесса.

Вводя понятие условного потенциала системы, имеющего размерность тыс. руб./(кв. м * ч) и являющегося критерием оптимальности варианта реализации, определяем величину затрат на изготовление 1 кв. м гуммированных изделий при различных конструктивных решениях линии, отнесенную к ее производительности. Сравнение ме>еду собой вариантов альтернативных техниче--

ских решений, связанных с конструктивной реализацией исходного технологического процесса, позволит выбрать вариант технологического комплекса с минимальным значением условного потенциала.

В главе 7, посвященной практической реализации предложенной технологии изготовления гуммированных объектов, описаны результаты экспериментального исследования возможности получения гнутых профилей и аналитического решения задачи формоизменения листовых резинометаллических изделий.

Основными задачами экспериментальной части работы являлись:

- выявление возможности получения из металлических листов с привул-канизованными покрытиями разнообразных профилей;

- выявление причин потери работоспособности гуммированных изделий и определение критериев их нагружения;

- проверка расчетных зависимостей, полученных после обработки результатов экспериментов, сопоставление результатов расчетов с данными экспериментов;

- оценка эффективности предложенной теории расчета гнутых резинометаллических профилей с учетом технологии процесса гуммирования;

- оценка влияния технологических и геометрических параметров на значение предельных углов изгиба.

Решение поставленных задач требовало разработки соответствующей методики исследования, изготовления приспособлений и объектов исследования с характерными геометрическими размерами, соответствующими поставленным задачам. Испытания проводились по двум схемам: а) покрытие расположено в сжатой зоне изделия; б) покрытие расположено в растянутой зоне изделия.

Отмечено, что значения предельных углов изгиба гуммированных изделий с покрытиями из резин выше, чем изделий с покрытиями из эбонитов. В этом случае резина поглощает все напряжения, возникающие вследствие пластической деформации изгиба, и даже при больших деформациях изделие остается без повреждений. В результате обработки экспериментальных данных получена общая формула для определения углов изгиба гуммированных листов и полос после термообработки, которая имеет вид

где А' - коэффициент, зависящий от состава резиновой смеси; В', С', О' -опытные коэффициенты.

Установлено, что величина предельных углов изгиба листовых гуммированных изделий зависит от степени вулканизации эластомерного покрытия. В

<раЛп=А'[ 1 - В'(ТС - 145)2][1 - С'(г - О')2]

об

] (26)

зависимости от назначения покрытия необходимо принять оптимальный режим термообработки с учетом степени вулканизации обкладок и возможности изготовления из резинометаллических листов готовых деталей машин или гнутых профилей для технологического оборудования различного назначения.

При аналитическом исследовании пластического изгиба гуммированных листовых объектов получены уравнения для расчета радиусов нейтрального слоя напряжений при внутреннем и внешнем расположении гуммированного покрытия, что позволит определить длину развертки обечайки.

Полное внедрение результатов работы в промышленности позволит создать поточные автоматизированные линии для производства гуммированных объектов с вупканизационными установками с высокой эффективностью единицы объема аппарата.

ВЫВОДЫ

1. На базе проведенного анализа литературных научных данных показана и обоснована необходимость нового подхода к решению проблем моделирования процессов термической обработки гуммированных объектов, протекающих в системе "инертный зернистый теплоноситель - твердое тело" и осуществляемых в аппаратах непрерывного действия в условиях организованной гидродинамической и тепловой обстановки.

2. Получены решения краевых задач нестационарного переноса теплоты в многослойном гуммированном изделии с изменяющимся во времени в пределах каждого слоя внутренним источником тепла и граничных условиях третьего рода на внешних поверхностях, а также- для случая, когда в многослойной обкладке используются слои из одноименных смесей с низким содержанием вулканизующего агента. Полученные решения использованы для разработки усовершенствованных инженерных методик расчета процессов термообработки многослойных гуммировочных покрытий, отличающихся от применявшихся ранее учетом теплофизических характеристик многослойной пластины как единой целой и действующих в ней внутренних источников тепла.

3. Операционным методом с применением интегрального преобразования Лапласа получено решение краевых задач нестационарной теплопроводности при теплообмене^между^^таплической основой, абразивной средой1Г механизмом уплотнения в процессе абразивно-порошковой очистки (АПО). Методом конечных интегральных преобразований получено решение волнового уравнения для продольных колебаний металлической основы. Полученные решения использованы для разработки усовершенствованных инженерных

методик теплового расчета процесса очистки металлической основы гуммированных объектов и служат для определения начала нанесения адгезива на покрытие и металл.

4. Проведено расчетно-экспериментальное исследование контакта частиц инертного зернистого теплоносителя с поверхностью многослойного гумми-ровочного покрытия; установлено, что на величину адгезии эластомера к металлу оказывает влияние активный этап процесса ударного взаимодействия. Полученные решения для местного смятия эластомера и максимальной контактной силы использованы при определении адгезионных характеристик процесса горячего крепления обкладок к металлу.

5. Методом конечных интегральных преобразований по координатам X и У с последующей доработкой с целью улучшения сходимости радов Фурье получено решение краевых задач нестационарного переноса теплоты в резиновых узлах трения с продольными смазочными канавками. Полученные решения использованы для расчета температурных полей в резиновых подшипниках при конкретных тепловых, геометрических, гидродинамических и механических параметрах и будут также полезны при разработке рецептур резин для узлов трения.

6. Проведены расчетно-экспериментальные исследования процессов термической обработки рада многослойных гуммировочных покрытой на основе каучуков НК СКВ, НК+СКБ, СКМС-ЗОРП, СКИ-3+СКМС-50П и др. в инертном зернистом теплоносителе, методом простой конвекции и в вулканизационном котле. Получены новые экспериментальные данные по кинетике вулканизации и расчетные зависимости для определения основных качественных показателей процесса гуммирования: содержания вулканизующего агента, температуры и продолжительности процесса. Для удобства расчета оптимальных режимов вулканизации построены номограммы. Способ и установка для термообработки защищены авторскими свидетельствами. Вьданы рекомендации для промышленной реализации процесса термообработки в инертном зернистом теплоносителе.

7. Проведено экспериментально-теоретическое исследование кинетики процессов набухания эбонитовых и резиновых покрытой на основе каучуков НК+СКБ, СКВ, СКС-30, СКН-40, СКИ-3, СКФ при нормальных и повышенных температурах, при различных концентрациях агрессивных сред в лабораторных условиях и в пластификационной и осадительной ваннах кордного производства. Установлено, что применение инертного зернистого теплоносителя позволяет сократить продолжительность термообработки и получить более качественную продукцию. Для описания физико-химических кривых набухания ис -

пользована кусочно-линейная аппроксимация с помощью сплайнов. Результаты представлены в веде таблиц, графиков, математических выражений и электронных микрофотографий.

8. Проведено теоретическое обоснование и разработана методика и устройства для определения степени вулканизации и прочности крепления покрытий к металлу радиоизотопным, радиоволновым, оптическим, ультразвуковым и инфракрасным методами. Приборы для экспресс контроля внедрены на предприятиях Российской Федерации.

9. Проведена практическая реализация предложенной технологии получения гуммированных объектов методами пластического деформирования. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение для машинной реализации расчетов процессов термической обработки гуммированных объектов, которые внедрены в расчетную практику ряда предприятий (ПО "Соколбумпром", трест "Ярославльавтодор" и др.)

10. По результатам исследований автором предположено:

- ПО "Соколб/мпром" - методика расчета температурных полей и режимов термообработки многослойных гуммировочных покрытий деталей машин, результаты исследований и рекомендации по изготовлению гуммированных объектов методами пластического деформирования и др. (акт внедрения от 26.10.95).

- АОЗТ "Вологодский подшипниковый завод" - режимы и методика испьн тания прочности крепления резины при изготовлении резиноармированных уплотнений подшипников, рекомендации по ремонту гуммированных емкостей и др. (акт внедрения от 4.12.95).

- Опытнопроизводственному хозяйству "Осгахово" - методика неразру-шающих способов контроля степени вулканизации и прочности крепления покрытий, устройства для их реализации, способ термической обработки гуммированной сельскохозяйственной техники и др. (акт внедрения от 1991 г).

- Управлению "Вологодавгадор" - тепловые режимы изготовления рези-нометаллических амортизаторов и подвесок дорожных машин (акт внедрения от 20.02.84).

- Даниловскому ДРСП треста 'Ярославльавтодор" - режимы термообработки гуммированных объектов, методы и устройства для экпресс-контроля "степени вулканизации и прочности крепления резины, информация по элек-троннофракгографическому анализу структуры слоев (акт внедрения от 22.11.91).

Ухтинскому производственному участку "Север" фирмы "Центргазоавтоматика" -для использования в командно-управляющих алпара -

тах, бесконтактных уплотнигельных системах, вибро-, звукоизолирующих устройствах, способы повышения работоспособности конструкций с эластомерньн ми покрытиями, технологические режимы изготовления гуммированных объектов методами пластического деформирования (акт внедрения от 1995 г.).

- АО "Северсталь" - методика расчета процесса теплообмена металлической полосы с абразивным ферромагнитным порошком.

Результаты исследования диссертационной работы внедрены также в АО "Соколреммаш" (акт внедрения от 1995 г.), Вологодском опытном заводе Головного конструкторского бюро деревообрабатывающего оборудования (акт внедрения от 3.10.95), Вологодском вагоноремонтном заводе (акт внедрения от 1995 г.).

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОПУБЛИКОВАНЫ В следующих РАБОТАХ:

1. Клименко АЛ., Медведев В. К, Осипов Ю.Р. Прибор для определения порозности псевдоожиженного слоя // Химическая технология и химическое машиностроение. - Калинин: «ПИ, 1974. Вьет. XXI (XIII). -С.76-80.

2 Гвоздев В.Д, Осипов Ю.Р. Крепление резин на основе каучука СКВ к стали Ст.З при вулканизации в псевдоожиженном инертном теплоносителе. //Химическая технология и химическое машиностроение. - Калинин: КПИ, 1974. Вып. XXI (XIII).-С. 111-116.

3. Аваев А А, Осипов Ю.Р. Температурное поле резинометаллического изделия в процессе вулканизации его эласгомерной обкладки. // Инж..-физ. журн. -1978. - Т. XXXV. - Т 3. - С. 550.

4. Аваев АА, Осипов Ю.Р. Метод расчета температурного поля влажного листового материала при его сушке в псевдоожиженном слое инертного теплоносителя. // Изв. вузов. Химия и химическая технология. -1978. - Т. XXI. - Вып. 9. -С. 1391-1393.

5. Осипов Ю.Р., Аваев. А А Неразрушакхций способ определения степени вулканизации обкладок резинометаллических изделий. // Заводская лаболаго-рия. -1979. - Т 3. - С.242-243.

6. Осипов Ю.Р., Швецов АН. Расчет давления инертного зернистого теплоносителя на эластомерную обкладку при термообработке резинометаллического изделия в псевдоожиженном слое. - Дел. в ЦИНТИхимнефгемаш. -20.06.1980, N2 606-80.20 с.

7. Осипов Ю.Р. Способ оценки долговечности обкладок резинометаппиче-ских объектов // Всесоюз. конференция "Повышение долговечности и надежности машин и приборов": Тез. докл. - Куйбышев, 1981. С.287-288.

8. Аваев АА, Осипов Ю.Р., Швецов АН. К расчету нестационарного температурного поля резинового подшипника с продольными смазочными канавками // Изв. вузов. Машиностроение. -1982- №10 - С. 15-18.

9. Осипов Ю.Р. О стойкости эластомерных обкладок гуммированных изделий после различных способов термообработки // Изв. вузов. Химия и химическая технология. -1983. - T. XXVI. - Вып.З. - С.360-363.

Ю.Осипов Ю.Р., Мещеряков C.B. О качественной оценке режимов термообработки гуммированных защитных покрытий - Дел. в ЦИНТИхимнефтемаш 1.06.1983, № 1008-83-18 с.

11.Осипов Ю.Р., Мещеряков C.B. О применении обобщенной функции желательности в задачах оценки качества эластомерных покрытий II Надежность и контроль качества. -1983. - Т 3. - С. 16-21.

12.0сипов Ю.Р., Мещеряков C.B. К вопросу о планировании эксперимента и математическом методе исследования режимов крепления эластомерных обкладок // VII Всесоюз. конференция "Планирование и автоматизация эксперимента в научных исследованиях": Тез. докл. - М., -4.1. - С.194-196.

13.Осипов Ю.Р., Огородов Л.И. Исследование работоспособности композиционных эластомерных материалов // Работоспособность строительных материалов в условиях воздействия различных эксплуатационных факторов. -Казань: КХТИ, 1984.-С. 16-18.

14.0сипов Ю.Р. Метрологическое обеспечение исследования горячего крепления обкладок резинометаллических изделий // Всесоюз. конференция "Проблемы метрологического обеспечения научных исследований и учебного процесса в ВУЗах": Тез. докл. - Л.: ЛПИ, 1984. - С. 192-194.

15.Осипов Ю.Р., Швецов АН. Реализация алгоритма статистического контроля и оптимизации процесса обработки эластомерных обкладок на микроЭВМ 'Электроника 60" // Всесоюз. конференция "Перспективы и опыт внедрения статистических методов в АСУ ТП": Тез. докл. - M., - С.136-137.

16.Осипов Ю.Р., Расмагин С.И. Математическое моделирование процессов вулканизации эластомерных обкладок в секционированных аппаратах с псев-доожиженным слоем -Деп. в ЦНИИТЭнефтехим 10.08.1985, N°58hx-85—14с.

17.Осипов Ю.Р., Глушицкая О. В. Расчет степени завершенности химико-термической обработки эластомерного покрытия в псевдоожиженном теплоносителе. -Дел. в ЦНИИТЭнефтехим 10.08.1985, № 58нх-85. -12 с.

18.Осипов Ю.Р. Система контроля и управления качеством горячего крепления эластомерных обкладок резинометаллических объектов. - Дел. в ЦНИИ-ТЭИ приборостроения 11.07.1985, № 2802пр-85. - 52 с.

19.Осипов Ю.Р. Определение качества и степени вулканизации резиновых покрытий с помощью микрорадиоволн. - Дел. в ЦНИИТЭИ приборостроения 11.07.1985, № 280пр-85. - 52 с.

20.Осипов Ю.Р., Красильников В.В. Расчет напряжений в системе эластомер - адгезив - металлическая подложка. - Дел. в ВИНИТИ 25.02.1985. №1417-85.-32 с.

21.Огородов Л.И., Осипов Ю.Р. Ползучесть полимерных материалов проти-вофильтрационных элементов и вопросы работоспособности эластомерных покрытий // Проблемы совершенствования асфальтовых и полимерных проти-вофильтрационных конструкций гидротехнических сооружений. - Л.: Энерго атомиздат, 1986.-С.117-121.

22 Осипов Ю.Р., Расчет долговечности подшипников породоразрушающих инструментов из композиционных эластомерных материалов //1 Всесоюз. конференция "Композиционные материалы в породоразрушающих инструментах": Тез. докл. - Ивано-Франковск. 1987. С.38-40.

23.0сипов Ю.Р., Огородов Л.И., Серебряков С.Г. Комплекс математических, программных и технических средств для обработки графической информации процесса вулканизации в АСУ ТП гуммирования // III Всесоюз. конференция "Методы и средства обработки сложной графической информации": Тез. докл. -Горький, 1988. -С.33-34.

24.Осипов Ю.Р. Влияние условий вулканизации на качество защитных покрытий гуммированием // Всесоюз. конференция "Защита оборудования и изделий химического и нефтяного машиностроения от коррозии": Тез. докл. - Пенза, 1988. - С.38-39.

25.0сипов Ю.Р., Серебряков С.Г. Использование математических методов для аппроксимации сложных физико-химических кривых. - Дел. в ВИНИТИ Ю.11.1988, № 1315-88. -24с.

26.Огородов Л.И., Осипов Ю.Р. Долговечность полимерных материалов при некоторых воздействиях и химическая стойкость эластомерных покрытий // Всесоюз. конференция "Применение полимерных материалов в сельскохозяйственном строительстве": Тез. докл. - Челябинск, 1988. С.10-11.

27.Осипов Ю.Р. Пластический изгиб резинометаллических листов после термообработки эластомерного покрытия // Деформирование и разрушение конструкционных элементов и материалов. Межвузовский сб. Л.: СЗПИ, 1988. -С.58-61.

28.0сипов Ю.Р. Оценка кинетики и степени вулканизации гуммировочных покрытий. - Вологда: ВВРЗ-ВоПИ, 1989. -10б с.

29Ас. 1553394 СССР. Устройство для непрерывной вулканизации длинномерных изделий в псевдоожиженном слое // Ю.Р. Осипов, Н.Ю. Ногтев, М.В. Иванов и др. - Заявп. 15.06.88 № 4441826/31-05. Опубл. в Б.И., 1990, №12. МКИ В 29 С 35/06,71/02

30Ас. 1608079 СССР. Способ гуммирования труб // Ю.Р. Осипов, В. В. Заводчиков, М.В. Иванов и др. - Заявл. 19.07.88 № 4462773/31-05. Опубл. в Б.И., 1990 №43. МКИ В 29 С 68/18,63/26.

31.Белышев АИ., Огородов Л.И., Осипов Ю.Р. Работоспособность перспективных материалов для гидроизоляции и антикоррозийных покрытий // Негрунтовые противофильтрационные конструкции и щфоизоляция энергетических сооружений: Материалы конференций и совещаний по гидротехнике. - Л.: Энер-гоатомиздаг, 1990. - С. 147-154.

32.Осипов Ю.Р., Огородов Л.И., Швецов АН. Автоматизированная система разработки тепловых режимов гуммирования химических объектов // Всесоюз. семминар "Применение САПР в химическом и нефтяном машиностроении": Тез. докл. - М„ 1990. - С.9-12

33.Осипов Ю.Р., Огородов Л.И. Учет температурных полей при оценке прочности и надежности подшипниковых узлов из эластомеров / III Всесоюз. конференция "Проблемы развития локомотивостроения": Тез. докл. - Луганск, 1990. -С.186-187.

34.0сипов Ю.Р., Варфоломеев В.Н., Иванов С.Н. Автоматизированная система неразрушакхцего контроля и управления качеством адгезионных соединений гуммированных изделий // IV Всесоюз. Конференция "Перспективы и опыт внедрения статистических методов в АСУ ТП": Тез. докл. - Тула, 1990. -С.55-57.

35,Осипов Ю.Р. Расчет стержней и пластин из эластомерных материалов с учетом степени вулканизации и диффузии агрессивной среды // Длительное сопротивление конструкционных матриалов и вопросы расчета элементов конструкций: Межвузовский сб. -Я: СЗПИ, 1991. - С.64-67.

36.Осипов Ю.Р. Оценка долговечности эластомерных покрытий методами теории надежности и вероятности // Длительное сопротивление конструкционных материалов" и вопросы расчета элементов конструкций: Межвузовский сб. -— Л.: СЗПИ, 1991.-С.36-39.

37,Осипов Ю.Р., Огородов Л.И. Технологический процесс изготовления гуммированных изделий. Неразрушающий контроль качества и оценка работоспособности // Полимерные материалы и технологические процессы изготовления

изделий. Неразрушаюший контроль качества и оценка работоспособности // Полимерные материалы и технологические процессы изготовления изделий из них: Тез. докл. межотраслевых конференций, совещаний, семинаров. - М.', 1991. -4.1. -С.21-26.

38.0сипов Ю.Р., Клочков.Л.Г., Разумов AB. Опыт работы по оценке степени вулканизации гуммировочных покрытий. - М.: НТЦ "Информтехника". 1991. -20с.

39. Осипов Ю.Р., Огородов Л.И. Ресурсосберегающая технология получения защитных гуммировочных покрытий // Защита от коррозии металлов и сплавов (сб. научн.)-Чимкент: Каз. ХТИ, 1991.-С. 121-124.

40 Ас. 1657403 СССР. Устройство для прикатки пластичных материалов к поверхностям изделий // Ю.Р. Осипов, В. В. Варфоломеев, Л.И. Ивановский и др. - Заявл. 17.07.89 № 4720334/31-05.

41 Ас. 1815232 СССР. Устройство для непрерывной вулканизации длинномерных изделий // Ю.Р.Осилов, ААЕвсеев, АВ.Кулык и др. Заявл. 24.01.91 №4904942/31-05.

42Ас. 1825742 СССР. Устройство для вулканизации резиновых изделий // Ю.Р.Осипов, М.КБелов, И.М.Прокопов - Заявл. 24.01.91 № 490494S/31-05. МКИ. Приоритет 24.01.1991.

43.0сипов Ю.Р., Огородов Л.И. Влияние химической стойкости слоев из композиционных эластомерных материалов на стойкость покрытия в целом // Сборник научных трудов Na 441. - Л.: ЛПУ, 1991. - С.78-80.

44.0сипов Ю.Р. Обоснование математической модели надежности гуммировочных покрытий деталей машин // Всесоюз. семинар "Механика полимерных и композиционных материалов и констругадий" по теме 'Технология, прочность, долговечность и опыт эксплуатации": Тез. докл. С.-Л..1992. - C.51-5Z

45.Осипов Ю.Р. Влияние теплового режима на коррозионную стойкость гуммировочных покрытий деталей машин и аппаратов // Всесоюз. семинар "Механика полимерных и композиционных материалов и конструкций" по теме Технология, прочность, долговечность и опыт эксплуатации": Тез. дока - С-П..1992.-С.53-54.

46.Осипов Ю.Р., Репин С.Д О . влиянии температурных полей на длительную прочность многослойньк резинометаллических конструкций // XXVIII Межреспубликанский семинар по теме "Физика и механика длительной прочности и усталости материалов и элементов конструкций": Тез. дока - Вологда, 1992-С. 112-113.

47,Осипов Ю.Р., Зинченго АН. Опыт оценки качества резиновых фугезо-зок и гуммированных деталей камнедробильного оборудования щебеночных

заводов II Ж.-д. транспорт. Сер. "Путь и путевое хозяйство" ЭИ/ЦНИИТЭИ. -1992-С.16-32

48.0сипов Ю.Р. Влияние отдельных факторов на коррозионное разрушение гуммированных покрытий // XXVIII Межреспубликанский семинар по теме "Физика и механика длительной прочности и усталости материалов и элементов, конструкций": Тез. докл. - Вологда, 1992-С. 107-109.

49.0сипов Ю.Р., Огородов Л.И. Система неразрушакхцего контроля качества крепления неметаллических материалов к металлу// Межреспубликанский научно-технический семинар "Клей и клеевые соединения": Тез. докл. - М., 1992 -С.18-19.

50.0сипов Ю.Р. Режимы вулканизации и прогнозирование свойств гуммированных покрытий. - Вологда: ВоПИ, 1992 -204 с.

51.0сипов Ю.Р., Огородов Л.И., /Ццреенков АВ., Чебыкин И.В. Автоматизация процесса сушки клея при его послойном нанесении // Межреспубликанская научно-техническая конференция "Клеи, герметики, компаунды производство и экология": Тез. дока - М., 1994. - С.3-4.

520сипов Ю.Р., Огородов Л.И., Чебыкин И.В. Синтез автоматизированного технологического комплекса по производству резинометаплических изделий // Межреспубликанская научно-техническая конференция "Клеи, герметики, компаунды: производство и экология": Тез. дока М., 1994. - С.5-7.

53.Осипов Ю.Р., Огородов Л.И. Оценка некоторых параметров работоспособности гуммированных тонкостенных элементов конструкций // Композиционные материалы Технология., 1994. - Т2 -С.25-35.

54.Осипов Ю.Р. Структура и прочность горячего креплешя эласгомерных покрытий к металлу. - Вологда ВоПИ, 1994. -110 с.

55.Осипов Ю.Р. Работоспособность гуммироеочных покрытий в сельскохозяйственной и мелиоративной техника - Вологда: ВоПИ, 1994.97с.

56.Осипов Ю.Р., Огородов Л.И. Технология изготовления конструкций с эластомерными покрытиями и оценка их работоспособности // Международный симпозиум "Механика эластомеров". - Севастополь. 1994. С.51-52

57.0сипов Ю.Р., Огородов Л.И. Оценка допустимых характеристик деформирования изгибом рези-юметалличесхих листов // Первая международная конференция "Актуальные проблемы прочности" - Новгород ИГУ, - С.95-96.

-58.0сипов Ю.Р.-Изучение влияния-усухзеий^экгалуапщии на^щхии^

ную стойкость гуммироеочных изделт //Сб. научных трудов. 41. Технические проблемы в машиностроении и на транспорта - Вологда: ВоПИ, 1994. - С. 52-57.

59.0сипов Ю.Р. Автоматизация процесса сушки клеевых покрытии гуммированных объектов. - Вологда: ВоПИ, 1994 - 65 с.

бО.Осипов Ю.Р., Огородов Л.И., Чебыкин Н.В. Автоматизированный технологический комплекс по производству гуммированных изделий / Технология. Сер. Конструкции из композициожых материалов // ВИМИ, Вып.4. - С.29-35.

61.Игонин В.И., Осипов Ю.Р. Модели температурного и напряженного состояния в элементах конструкций турбоналнетательных агрегатов. - Вологда: ВНЦ РАН, 1995.-160 с.

6ZОсипов Ю.Р., Игонин В.И., Огородов Л.И., Красильников В.В. Моделирование свойств гуммированных композиционных покрытий в условиях теплового нагружения // Композиционные материалы и изделия из них под воздействием различных видов энергии. Тез. докл. межотраслевых конференций, совещаний, семинаров. - М.: ВИМИ, 1995.-С. 113-114.

63..0сипов Ю.Р., Огородов Л.И., Игонин В.И., Красилвников В.В. Решение краевых задач взаимосвязанного тепло-, массопереноса для технологического процесса гуммирования // Полимерные материалы: производство и экология : Тез. докл. межотраслевых конференций, совещаний, семинаров. - М., 1995. - С.37-39.

64,Осипов Ю.Р. Термообработка и работоспособность покрытий гуммированных объектов. - М.: Машиностроение, 1995. - 232 с.

65.0сипов Ю.Р., Тамарина P.M. Оптимизация технологического процесса вулканизации эластомерных покрытий на поверхности металлов // Материалы и конструкции в машиностроении, строительстве, сельском хозяйстве: Тез. докл.- М.: ВИМИ, 1996,-С. 33-35.

66.Осипов Ю.Р., Сараев АЮ. Особенности расчета кинетики неизотермической вулканизации гуммировочных покрытий в изотермических условиях // Материалы и конструкции в машиностроении, строительстве, сельском хозяйстве: Тез. докл. межотраслевых конференций, совещаний, семинаров. - М.: ВИМИ, 1996.-С. 155-156.

67.0сипов Ю.Р., Уйбо АК Системное проектирование полного цикла функционирования автоматизированного коллтлекса по производству гуммированных изделий // Материалы и конструкции в машиностроении, строительстве, сельском хозяйстве: Тез. докл.-М.: ВИМИ 1996.-С. 159-161.

24 статьи депонированы в ЦНИИТЭнефтехим, ЦИНТИхимнефтемаш, НИИмаш и ВИНИТИ.