Пилюшина Галина Анатольевна - доцент кафедры «Триботехническое материаловедение и технологии материалов», кандидат технических наук, доцент.
241035, Брянск, б-р 50 лет Октября, 7
Пыриков Павел Генадьевич - научный сотрудник лаборатории «Инженерия материалов и адаптивных технологических систем», доцент кафедры «Триботехническое материаловедение и технологии материалов», доктор технических наук, доцент.
241035, Брянск, б-р 50 лет Октября, 7
Памфилов Евгений Анатольевич - научный сотрудник лаборатории «Инженерия материалов и адаптивных технологических систем», заведующий кафедрой «Триботехническое материаловедение и технологии материалов», доктор технических наук, профессор
241035, Брянск, б-р 50 лет Октября, 7
Капустин Владимир Васильевич - научный сотрудник лаборатории «Инженерия материалов и адаптивных технологических систем», аспирант кафедры «Триботехническое материаловедение и технологии материалов».
241035, Брянск, б-р 50 лет Октября, 7
Introduction. Some theoretical and engineering aspects of sealing joints through magnetostriction, as well as the polarization of the sealed medium under the external induction are considered. Control of surface roughness of joined parts to increase the joint density when induced by an external magnetic field is studied. The creation of electromagnetic barriers for the migration of molecules of the sealed medium through a sealer is considered. The work objective is to validate the technological conditions for sealing movable joints in the cases described above.
Materials and Methods. The conditions for ensuring the joint density are shown as a result of the contact problem solution and as a factor determined by the molecular-mechanical friction theory. Geometric, operational and tribological conditions of joint tightness are accepted. Damping properties of the fixed friction contact are determined by the molecular component. The theoretical and calculated analysis of the factors affecting the joint density is presented. Decrease in the smoothing depth, reduction of the ratio of transverse and longitudinal roughness steps, and increase in the contact area are indicated as the target results of the process preparation of the surfaces of the joint parts. Loss of tightness is defined as a specific transfer of molecules. They are transferred to the area of the joined surfaces or migrate freely through the sealer at the stages of sorption, diffusion and desorption. The predominance of any stage occurs when the entropy changes, and it is due to temperature and pressure. The schemes of sealing joints in the controlled magnetic field and of the dependence of magnetostriction and magnetostrictive stresses on the magnetic field strength are visualized.
Research Results. The stability of sealers in highly volatile and gaseous media during their polarization and magnetization in an external field is experimentally investigated. In the former case, the magnetic induction vector was first oriented perpendicular to the longitudinal axis of the joint. A drop in the magnitude of the magnetic flux was observed when the compound was under the on-load operation for 268 hours. The total operating time of the joint was 1070 hours. If the magnetic induction vector was oriented longitudinally to the shaft axis, the operating time to the correction of the field strength was 87 hours. In the gas environment, the operating time of the connection to the adjustment of the tension was 187 hours with a total operating time of 935 hours.
Discussion and Conclusions. The penetrating ability of pressurized media decreases in the “gas - vapor - liquid” series. It depends on the temperature at the joint contact. Depressurization can be traced through changes in the magnetic flux determined by the intrinsic magnetic permeability of the molecules of the sealed medium as they penetrate the interface surface.
To increase tightness, it is required to suppress the activity of molecules. For this purpose, ionization and induction in the constant and alternating magnetic field with the intensity of <60 kA/m are used.
Введение. Статья посвящена некоторым теоретическим и технологическим аспектам обеспечения герметичности соединений на основе магнитострикции, а также поляризации герметизируемой среды в состоянии внешнего индуцирования. Исследовано управление шероховатостью поверхностей стыкуемых деталей для повышения плотности стыка при их индуцировании внешним магнитным полем. Рассмотрено создание электромагнитных барьеров для перемещения молекул герметизируемой среды через герметизатор. Цель работы — обоснование технологических условий обеспечения герметичности подвижных соединений в описанных выше случаях.
Материалы и методы. Условия обеспечения плотности стыка показаны как результат решения контактной задачи и как фактор, определяемый положениями молекулярномеханической теории трения. Приняты геометрические, эксплуатационные и трибологические условия герметичности соединений. Демпфирующие свойства неподвижного фрикционного контакта определены молекулярной составляющей. Представлено теоретическое и расчетное обоснование факторов, влияющих на плотность стыка. В качестве целевых результатов технологической подготовки поверхностей деталей соединения указаны уменьшение глубины сглаживания, уменьшение отношения шагов поперечной и продольной шероховатости и увеличение площади контакта. Потеря герметичности определена как специфический трансфер молекул. Они переносятся в зону стыкуемых поверхностей или свободно перемещаются через герметизатор на стадиях сорбционного поглощения, диффузии и десорбции. Преобладание какой-либо стадии происходит при изменении энтропии и обусловлено температурой и давлением. Визуализированы схемы герметизации соединений в управляемом магнитном поле, зависимости магнитострикции и магнитострикционных напряжений от напряженности магнитного поля.
Результаты исследования. Экспериментально исследована устойчивость герметизаторов в легколетучих и газовых средах при их поляризации и намагничивании во внешнем поле. В первом случае сначала вектор магнитной индукции ориентировался перпендикулярно продольной оси соединения. Установлено падение величины магнитного потока при работе соединения под нагрузкой в течение 268 часов. Общая наработка соединения составила 1070 часов. Если же вектор магнитной индукции ориентировался продольно оси вала, наработка до момента коррекции величины напряженности поля составила 87 часов. В газовой среде продолжительность работы соединения до момента корректировки напряженности составила 187 часов при общей наработке 935 часов.
Обсуждение и заключения. Проникающая способность герметизируемых сред уменьшается в ряду «газ — пар — жидкость». Она зависит от температуры на контакте соединения. Разгерметизацию можно отследить по изменениям магнитного потока, определяемого собственной магнитной проницаемостью молекул герметизируемой среды при их проникновении на поверхность стыка. Чтобы повысить герметичность, необходимо подавить активность молекул. Для этого применяются ионизация и индуцирование в постоянном и переменном магнитном поле напряженностью <60 кА/м.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.