'
Макейкин А.М.
МЕТОДИКА ПЛАНИРОВАНИЯ МНОГОФАКТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ХОЛОДНОГО ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ НА КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛА *
Аннотация:
данная работа посвящена планированию многофакторного эксперимента по определению влияния технологических режимов холодного газодинамического напыления на коэффициент использования порошкового материала. По результатам исследования планируется получить математическую модель исследуемого процесса, которая будет являться основой для выбора рациональных режимов холодного газодинамического напыления при восстановлении изношенных поверхностей деталей
Ключевые слова:
эксперимент, холодное газодинамическое напыление, технологические режимы, фактор, интервал варьирования, математическая модель
УДК 621.762
Макейкин А.М.
старший преподаватель кафедры технического сервиса машин
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский
Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва»
(г. Саранск, Россия)
МЕТОДИКА ПЛАНИРОВАНИЯ МНОГОФАКТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ХОЛОДНОГО ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ
НА КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛА
Аннотация: данная работа посвящена планированию многофакторного эксперимента по определению влияния технологических режимов холодного газодинамического напыления на коэффициент использования порошкового материала. По результатам исследования планируется получить математическую модель исследуемого процесса, которая будет являться основой для выбора рациональных режимов холодного газодинамического напыления при восстановлении изношенных поверхностей деталей.
Ключевые слова: эксперимент, холодное газодинамическое напыление, технологические режимы, фактор, интервал варьирования, математическая модель.
Технология холодного газодинамического нанесения покрытий – один из наиболее эффективных способов восстановления параметров изношенных поверхностей деталей, изготовленных из алюминиевых сплавов. Формирование металлических покрытий, при холодном газодинамическом напылении порошков, основано на явлении прилипания движущихся с большой кинетической энергией твердых частиц порошка к поверхности-подложке в процессе их высокоскоростного удара. Данное явление было открыто российскими учеными около 20 лет назад и продолжает исследоваться в настоящее время [1,2].
На процесс образования покрытия методом холодного газодинамического напыления значительное влияние оказывают технологические режимы напыления: рабочее давление, энергетический режим напыления и расход порошкового материала. Поэтому актуальной задачей является проведение исследований по определению таких параметров холодного газодинамического напыления, при которых обеспечивалось максимальная толщина, сплошность и минимальная пористость получаемых покрытий [3,4].
Для получения математической модели процесса образования покрытия методом холодного газодинамического напыления в зависимости от давления, режима напыления и расхода порошка необходимо провести ряд экспериментальных исследований. На начальном этапе необходимо выбрать параметр оптимизации. От правильного выбора параметра оптимизации в значительной мере зависят достоверность и возможность практического использования полученных результатов [5].
За параметр оптимизации предлагается взять коэффициент использования порошкового материала (обозначим символом Y). Как параметр оптимизации Y соответствует следующим требованиям:
В качестве факторов, определяющих процесс холодного газодинамического напыления взяты: рабочее давление (X1), режим напыления (X2) и расход порошкового материала (X3). Исследуемые факторы в действительных и кодированных значениях представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Исследуемые факторы в действительных и кодированных значениях
Уровни |
Факторы процесса в единицах измерения |
||
Давление, МПа |
Энергетический режим |
Расход, г/с |
|
Верхний |
0,7 |
4 |
0,3 |
Нижний |
0,5 |
2 |
0,1 |
Основной |
0,6 |
3 |
0,2 |
Интервал варьирования |
0,2 |
1 |
0,1 |
Кодовое обозначение |
X1 |
X2 |
X3 |
Для определения интервалов варьирования каждого фактора был проведен предварительный пассивный эксперимент. Условно эксперимент был разделен на 3 части:
Исследования проводились на установке ДИМЕТ модели 405.
На первом этапе давление изменялось в интервале от 0,1 МПа до 0,9 МПа с шагом 0,1 МПа.За константы были приняты расход 0,3 г/с и энергетический режим 2, 3 и 4.
Второй этап эксперимента заключался в определении влияния энергетического режима на коэффициент использования порошка. За константы были приняты: давления 0,5 МПа и 0,7 МПа, расход порошка 0,3 г/с. Эксперимент проводили по тому же алгоритму, изменяя режим напыления для каждого из выбранных давлений.
На третьем этапе эксперимента определяли влияние величины расхода порошка на коэффициент использования порошка. За константы были приняты: давление 0,5 МПа и 0,7 МПа, энергетические режимы 2 и 4. Эксперимент проводили для каждого из давлений и энергетических режимов, изменяя величину расхода порошка. Были выбраны значения 0,1 0,3 0,5 и 0,8 г/с.
По результатам пассивного эксперимента были определены интервалы варьирования факторов:
Полученные диапазоны технологических режимов холодного газодинамического напыления являются исходными данными многофакторного эксперимента. При проведении многофакторного эксперимента, согласно матрице планирования, необходимо испытать 8 вариантов с различными комбинациями факторов в трехкратной повторности.
По результатам исследования планируется получить математическую модель исследуемого процесса в виде уравнения регрессии, связывающего варьируемые факторы с параметром оптимизации, которая будет являться основой для выбора рациональных режимов холодного газодинамического напыления при восстановлении изношенных поверхностей деталей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Номер журнала Вестник науки №7 (64) том 3
Ссылка для цитирования:
Макейкин А.М. МЕТОДИКА ПЛАНИРОВАНИЯ МНОГОФАКТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ХОЛОДНОГО ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ НА КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛА // Вестник науки №7 (64) том 3. С. 275 - 280. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/9540 (дата обращения: 19.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+
*