Анализ методов гибки прямоугольных волноводов

Секция « Технология производства ракетно-космической техники»

термической обработки характеризуется высокой дисперсностью и равномерностью распределения карбидов в матрице.

Роль структуры материала, как одного из основных факторов, определяющего способность материала сопротивляться изнашиванию, очевидна, из сопоставления различных режимов термической обработки стали Х8М2Ф, позволяющих получить одинаковые механические свойства. После отпуска при 450 °С (4ак = 1 025 °С) и 600 °С (/зак = 1125 °С), обладая практически одинаковой твердостью (60-61 ИКС), прочностью (сизг. = 2 820 и 2 870 МПА) и незначительно отличаясь по ударной вязкости [(ан = 870 и 600) • 105 Дж/м2 соответственно] различие по износостойкости стали Х8М2Ф (при указанных режимах термической обработки) составляет 40-50 %. При этом следует заметить, что после отпуска при температуре 450 °С сталь Х8М2Ф имеет несколько меньшую микротвердость (10-15 %). Это значит, что микротвердость, являясь структурным параметром, в определенной степени влияет на способность материала противостоять разрушительному воздействию частиц абразива.

Существенное влияние на износостойкость сталей оказывает карбидная фаза. При встрече с карбидом абразивная частица (вследствие их соизмеримости по твердости), утрачивает способность дальнейшего эффективного воздействия на изнашиваемую поверхность, вследствие ее затупления, а возможно и частичного разрушения. Следовательно, износостойкость карбидсодержащих сталей должна быть выше сталей без карбидной фазы. Однако, как показали выполненные исследования, наличие карбидной фазы эффективно только в случае, когда карбиды по своему составу однородны и равномерно распределены в матрице. Понижение температуры оказывает влияние на количественную составляющую процесса изнашивания. Так

при температуре плюс 20 °С износостойкость повышается на 35-40 %, а при температуре минус 60 °С увеличение содержания карбидов в стали Х8М2Ф до 13,0 % повышает износостойкость на 20-22 %.

Выполненные исследования показали, что, несмотря на снижение, износостойкость инструментальных сталей в диапазоне температур плюс 20 -минус 60 °С остается на достаточно высоком уровне по сравнению с углеродистыми и легированными конструкционными сталями. Однако, высокая хрупкость инструментальных сталей и ее высокая стоимость не позволяют применять их для повышения износостойкости деталей машин путем замены материала. Поэтому в процессе исследований был разработан способ повышения износостойкости путем сочетания конструкционного и технологического. Сущность способа заключается в армировании изнашивающейся поверхности детали специальными вставками, изготовленными из высокоизносостойких инструментальных сталей.

Библиографические ссылки

1. Кульков С. Н. и др. Трансформационно-упрочненные композиты повышенной износостойкости для узлов трения // Трение, износ, смазка. Вып. 11. Т. 3. 2001. № 4. С. 21-25.

2. Погодаев Л. И., Кузьмин В. Н., Дудко П. П. Повышение надежности трибосопряжений. М. : Ягелло. 2001. 304 с.

3. Нахимович Е. Комплексный подход к решению задач по повышению долговечности и износостойкости материалов и деталей машин // Трение, износ, смазка. Вып. 19. Т. 5. 2003. № 4. С. 61-64.

© Карабарин Д. А., 2013

УДК 621.9.06.001

И. Ю. Квятковский, И. А. Пахомов Научный руководитель - Л. В. Зверинцева Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ГИБКИ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ВОЛНОВОДОВ

Одной из важнейших систем космического аппарата, от которой во многом зависит качество передаваемой информации, является волноводно-распределительная система, которая служит для передачи информации между антеннами космического аппарата и блоками его бортовой системы связи. Для различных типов космических аппаратов вид волноводно-распределительной системы будет отличаться размерами, числом и конфигурацией составляющих ее волноводно-распределительной системы отдельных элементов.

Конструкция волноводно-распределительной системы космического аппарата связи состоит из прямых и изогнутых тонкостенных элементов прямоугольного поперечного сечения, соединительных муфт и фланцев, а так же гибкой секции, соединенных между собой посредством пайки [1].

С целью обеспечения прочностных и улучшенных функционально-эксплуатационных характеристик конструкции волноводно-распределительной системы

необходимо в течение всего срока активного существования обеспечить прочность каждого ее элемента на всех этапах жизненного цикла: при изготовлении, монтаже и эксплуатации.

Волноводы выполняют из медных, латунных, алюминиевых и бронзовых труб. Для повышения коэффициента полезного действия волновода внутреннюю поверхность труб иногда покрывают тонким слоем серебра, а в некоторых случаях - золота. Волноводы

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

изготавливают секциями длиной 4-6 м и снабжают по концам литыми или штампованными фланцами с отверстиями для соединительных болтов и центрирующими направляющими штифтами и отверстиями для них, без которых нельзя обеспечить требуемую точность совпадения сечений волновода. Наиболее широко используют латунь, так как она хорошо поддается обработке и пайке и имеет сравнительно малые электрические потери. Там, где затухание не играет особенной роли, применяют трубы из нержавеющей стали.

Наиболее ответственным и сложным является этап гибки прямого элемента, на котором возникают пластические деформации, приводящие к изменению прямолинейной формы заготовки на изогнутую.

В настоящее время существует много методов для получения гнутых деталей труб:

а) гибка наматыванием на вращающийся копир;

б) гибка тремя роликами;

в) гибка проталкиванием через ролики;

г) гибка проталкиванием через канал матрицы;

д) гибка в штампах;

е) гидростатическая гибка - формовкой.

Применительно к трубам прямоугольного сечения

наибольшее внимание заслуживает схема гибки с проталкиванием через канал в разъемной матрице. Такая схема наиболее просто реализуется в условиях мелкосерийного и серийного производства. В остальных случаях технология применяется только к трубам круглого сечения, либо предполагает создание сложного инструмента, что не всегда целесообразно.

В практическом производстве используют различные методы изготовления гнутых трубчатых деталей. Если требуется изготовить большое количество гнутых трубчатых деталей высокого качества, то следует использовать специальные машины для гибки. Если требуется изготовить небольшое количество труб большой длины, то можно воспользоваться простыми инструментами для гибки.

При применении этих методов степень деформации гибки труб ограничивается определенными пределами. Относительный радиус гибки больше или равен одному - полутора диаметрам для круглого сечения:

г > 1 ~

Аналогично для прямоугольных труб:

г > 1 ~ 1,5а или г > 1 ~ 1,56,

где а и Ь - стороны прямоугольного волновода, в зависимости от гиба по меньшей или большей стороне.

В другом случае в изогнутых трубах возникают следующие дефекты [2]:

а) утонение и разрушение стенки внешней стороны трубы;

б) увеличение толщины и локальная потеря устойчивости (гофрирование);

в) искажение поперечного сечения трубы в зоне гибки и т. д.

Радиус гибки трубопровода волновода желательно делать предельно малым. Поэтому исследование новых методов гибки труб, особенно прямоугольного сечения, для получения малого радиуса гибки является очень актуальным. Гибка труб прямоугольного сечения наиболее сложный технологический процесс из-за частой потери устойчивости на внутреннем и боковых элементах трубы.

-о-----ЕЕП

Фрагмент гнутого прямоугольного волновода

Библиографические ссылки

1. Овсянников С. В. Особенности технологии изготовления изогнутых элементов волноводно-распределительных систем //Молодежь и наука : сб. материалов VII Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, посвящ. 50-летию первого полета человека в космос [Электронный ресурс]. Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2011. URL: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2011/sectionl9.html.

2. Сяо Сяотин. Совершенствование технологии гибки труб прямоугольного сечения проталкиванием : дис. ... канд. техн. наук. М., 2004. 178 с.

© Квятковский И. Ю., Пахомов И. А., 2013