47. Основы технологии производства бетонных и железно-бетонных изделий Технико - эконом. Оценка способов формования.

Технология бетона и железобетона - наука о совокупности технологич методов и последовательности выполнения процессов изготовления бетонных и железобетонных изделий, практическом их выполнении. Бетон - искусственный камен материал, получ в результате твердения смеси, состоящей из вяжущего в-ва, заполнителей, спец. добавок и воды. Железобетон – строительн материал, в котором соединены в монолитное целое затвердевший бетон и стальная арматура. Бетонные и железобетонные изделия характериз достаточно высокой прочностью, которая зависит от вида используемого вяжущего в-ва, добавок, качества используемой воды, степени уплотнения бетонной смеси, условий твердения. Прочность железобетон изделий более высокая, чем бетонных, т.к. бетон при затвердевании прочно сцепляется со стальной арматурой. Бетонные и железобетонные изделия отличаются высокой морозостойкостью, водонепроницаемостью, огнестойкостью долговечностью. Недостатком изделий является следующее: конструкции получаются довольно массивные, с повышенной тепло-и звукопроводностью.

Бетон: По назначению бетоны бывают: конструкционные, специальные. По виду вяжущего вещества: цементные, известняковые, гипсовые, полимерные и т.д. По плотности: особо тяжелые, тяжелые, легкие, особо легкие. По размерам заполнителя: крупнозернистые, мелкозернистые По структуре: плотные, пористые, ячеистые.

Железобетонные изделия: По виду армирования: с ненапрягаемой и напрягаемой арматурой По внутреннему строению: сплошные и пустотелые, однослойные и многослойные По назначению: изделия для зданий, и для сооружений По конструктивным особенностям: монолитные, сборные, сборно-монолитные. Монолитные – получ на строительн площадке с выполнением операций по установке опалубки, монтажу арматурных каркасов, и укладке бетон смеси. Сборн – железнобет конструкции изгот на специализированных заводах, затем на стройплощадке монтируют здания или сооружения. Сборно-монолитн – сочетание первых двух, использ при возведении массивных конструкций или индивидуализации стоит конструкций, выполненных из типовых стандартизир элементов. В качестве вяжущих материалов для изготовления бетон и железобетон изделий наиболее широко использ портландцемент, известь, гипс. (предопределяет прочность изделия). В качестве заполнителей – песок, гравий, щебень, металлургические шлаки, керамзит (выбор заполнителя зависит от назначения железобетон конструкции). Спец. добавки- придают железобетон изделию особые потребительские свойства или облегчат процесс его получения (пластификаторы, красители, ускорители твердения) Т.о. свойства желозобетон изделия предопределяются правильным подбором состава бетона, а именно определением оптимального соотношения массовых долей составляющих бетонной смеси при наименьшем расходе вяжущего вещества.

Основные технологические стадии: Изготовление и подготовка форм, изготовление и подготовка арматуры, приготовление бетонной смеси, установка арматуры в формы, формование изделия, твердение бетонной смеси, тепловлажностная обработка, выемка готового изделия из формы, отделка поверхности изделия. Производство железобетон. изделий в заводских условиях может быть организовано по двум схемам: в неподвижных формах (стационарно-поточное производство) и в подвижных (прерывно-поточное и непрерывно-поточное производство). Стационарно-поточное производство характеризуется невысокой степенью механизации и автоматизации и значительным удельным весом живого труда. Оно целесообразно на предприятиях небольшой мощности в условиях единичного производства. Прерывно-поточное производство характеризуется большей степенью механизации и автоматизации, а также более высокой производительностью труда. Оно целесообразно в условиях серийного производства. Непрерывно-поточное производство отличается строгой ритмичностью выпуска продукции и высокой производительностью, в случае экономической целесообразности оно может быть полностью автоматизировано. По такой схеме может выпускаться только одна разновидность железобетонных изделий. Это производство целесообразно в условиях массового производства железобетон изделий. На крупных заводах могут одновременно использоваться все формы организации производства, при этом выбор соответствующей формы организации процесса производства железобетонных изделий должен быть технически обеспечен и экономически обоснован.

50. Основы роторной технологии обработки изделий и её технико-экономическая оценка. Технологический процесс получения любого сложного изделия включает в себя разнообразные по сущности и продолжительности процессы. Поэтому при комплексной автоматизации производства с использованием традиционного оборудования на разных стадиях технологического процесса изготовления изделия приходится применять разное количество станков. При этом на вспомогательных процессах нужны многочисленные устройства, которые должны еще и синхронно работать. Добиться одинаковой производительности разных по характеру и длительности технологических процессов изготовления сложного изделия без значительного усложнения оборудования позволяет роторная технология. Слово «ротор» происходит от лат – вращаюсь. Это название точно передает сущность процесса обработки по данной технологии. В роторной машине основным элементом является технологический ротор с инструментальными блоками. При вращении технологического ротора вокруг оси происходит непрерывная обработка деталей, подаваемых на обработку другим ротором – транспортным. Инструментальный блок представляет собой автономный комплекс: деталь-инструмент-приспособление, полностью определяющий точность и качество обработки на данной операции. Транспортный ротор – обеспечивает передачу обрабатываемых деталей в инструментальные блоки, съем обработанных изделий и передачу их на другие технологические роторы. Дальнейшим развитием роторной технологии явилось создание роторно-конвейерных машин и линий. Использование роторно-конвейерных машин и роторно-конвейерных линий имеет ряд преимуществ: 1. Высокая производительность 2. Непрерывность обработки и транспортирования деталей, совмещение этих процессов во времени.3. упрощение конструкции и обслуживания по сравнению с традиционным автоматическими линиями и роторными машинами.4.возможность автоматизации контроля качества обработки каждой детали на контролирующих роторах. 5.возможность автоматизир обслуживания рабочих инструментов. Т.о. в роторно-конвейерных машинах и линиях наиболее развиты основные принципы организации поточного автоматизированного производства: разделение технологического процесса обработки, концентрация операций, непрерывность и совмещение во времени процессов транспортирования и обработки. Переход к полностью автоматизированным производствам, созданным на основе роторной технологии позволит повысить производительность труда в десятки раз, сокращает транспортные перемещения деталей и заготовок в 5-10 раз. Роторная технология является реальным действенным средством комплексной автоматизации пр-ва причем она создает все необходимые условия и для автоматизации вспомог. работ. Оснащение роторно-конвейерных линий информац датчиками, регуляторами, программными устройствами, которые совместно с вычислительным комплексом на базе ЭВМ управляют ходом технол процесса и пр-ва в целом, позволит поднять на более выс. кач. ступень эфф-ть роторной технологии

51. Основы технологии производства композиционных материалов. Композиты, армированные волокнами. Технико-экономическая оценка. Для изготовления деталей машин, приборов используют консрукционные мат-лы и мат-лы спец. назначения. Кострукционные мат-лы подразделяются на металлические, неметаллич. и композиционные.

Композиционные материалы – это мат-лы, образованные объемным сочетанием химически разнородных компонентов с четкой границей разделения между ними. Характеризуются св-ми , кот. не обладает ни один из компонентов, взятый в отдельности. В копоз. мат-лах четко выражены различия в св-вах составляющих компонентов. Отличительная особенность: малая пл-ть, высокая прочность и жесткость, хор. техн. св-ва. Классификация по материалам матрицы: полимерно-углеродная, метал., керамич. Различают волокнистые ( упрочненные волокнами или нитевидными кристаллами), дисперсноупрочненные (упрочнитель в виде дисперсных частиц) и слоистые (полученные прокаткой или прессованием разнородных материалов) композиционные материалы. По прочности, жесткости и др. свойствам превосходят обычные конструкционные материалы. Применяются в оборудовании , кот-е работает в экстремальных условиях. В металлических композиционных материалах матрицей являются металлы и их сплавы, а наполнителем- металлические и неметаллические волокна. Получаются различными методами в зависимости от их формы и назначения

Метод прокатки – наиболее производительный способ производства листовых ленточных металлических композиционных материалов.

Жидкофазный метод - предусматривает получение метал. композиц. материалов совмещением армирующих волокон с расплавленной матрицей.

Метод осаждения-нанесения состоит в нанесении на волокна различными способами ( газофазными, химическими, электролитическим, плазменным) матричного материала и заполнение им межволоконного пространства. Наиболее широкое применение получил метод плазменного напыления, при котором материал матрицы в виде порошка или проволоки подводится к плазменной струе, расплавляется и, подхваченный потоком плазмообразующего газа, направляется к поверхности изделия. Двигаясь с большой скоростью, частицы материала при ударе о поверхность подложки прочно соеденяются с уложенными на ней определенным образом волокнами, далее следует обработка давлением. Металлические композиционные материалы применяют в таких областях, где они должны находится в агрессивных средах, при статических, циклических, ударных, вибрационных нагрузках. Наиболее эффективное применение метал композиц материалов в таких конструкциях, особые условия работы которых не допускают применение традиционных материалов

52. Основы технологии порошковой металлургии и её технико-экономическая оценка. Порошковая металлургия включает производство металлических порошков, а также изделий из них или их смесей и композиций с неметаллами. С помощью технологии порошковой металлургии решаются 2 задачи: 1. Изготовление материалов и изделий с обычными составами, структурой и свойствами но при значительно более выгодных экономических показателях их производства. 2. Получений материалов и изделий с особыми свойствами, составом, структурой, которые недостижимы при других способах производства. Технологический процесс состоит из 3 стадий: 1. Производство метал. порошков. 2. Придание порошкообразному материалу требуемой формы ( формование) 3. Спекание заготовки при повыш температурах.Для производства металлических порошков используют 2 группы методов: 1. Физико-хим. 2. Механич. Наиболее применяемый из физико-хим методов получения металич порошков является электролитический – разожение водных растворов соединений выделяемого метала или его расплавленных солей при пропускании через них постоянного электротока и последующем разряде соответствующих ионов металла на катоде. Механическое измельчение – примен при производстве порошков хрупких металлов и сплавов. Формование чаще всего осуществляется прессованием порошков в пресс-форме. Прессование зачастую не обеспечивает изготовление многих сложных по конфигурации изделий. Поэтому применяют также гидростатичесий, шликерный. Импульсный методы. Гидростатический- порошок засыпают в резиновую или эластичную оболочку и помещают в камеру гидростата, в которой жидкостью создают давление. Шликерное формование – концентрированную взвесь порошка в жидкости заливают в простую форму. Механизм формования заключается в осаждении частиц на стенках формы под давлением направленных к ним потоков жидкости, которые возникают в результате впитывания жидкости в поры гипсовой формы под влиянием разряжения, создаваемого за перфорированной стенкой стальной формы или пористой стенкой формы из стеклянного порошка. Импульсное формование – отличается очень высокой скоростью приложения нагрузки к порошку. В качестве источника энергии используют заряд взрывчатого вещества, вибрацию, импульсное электромагнитное поле, сжатый газ, поэтому такое формование называется соответственно взрывным , вибрационным и т.д.Спекание заготовок осуществляется при температуре, составляющей 70-90*температуры плавления наиболее легкоплавкого компонента, входящего в состав материала, при выдержке от нескольких мин, до нескольких часов. При совмещении операции прессования и спекания получается горячее прессование – позволяет исп. Увел. текучести мет. для получ. малопористых изделий при сравн. небольших давлениях. Порошковая металл. обесп. экон. эффект за счет снижения расхода материалов, ум. трудоемкости и себест-ти изгот. При получении деталей методами порошковой металл. отходы мет. Сост. всего лишь 2-5 %

53. Основы лазерной технологии. Методы лазерной обработки материалов и их сравнительная оценка. Лазер представляет собой источник монохроматического когерентного света с высокой направленностью светового луча и большой концентрацией энергии. Диаметр луча составляет 0,01 мм, температура – 6000-8000С. Лазерные технологии можно разделить на 2 вида: с использование маломощных лазеров и использование лазеров большой мощности. В первом используется чрезвычайно тонкая фокусировка лазерного луча и точное дозирование энергии как в импульсном, так и в непрерывном режиме. Это небольшие газовые лазеры импульсно-периодического действия и твердотелые лазеры на кристаллах граната с примесью неодима. Области применения: для выполнения тонких отверстий в рубиновых и алмазных камнях для часовой промышленности, для записи и воспроизведения информации, в медицинских обследованиях и лечении, для резки и сварки миниатюрных деталей в микроэлектронике и электровакуумной промышленности, для маркировки миниатюрных деталей, для автовыжигания цифр, букв, изображений для нужд полиграфической промышленности, для изготовления интегральных схем. Также применяются для измерений шероховатостей поверхностей и др. Ко второй группе относятся мощные газовые лазеры. Области применения: резка и сварка толстых стальных листов, поверхностная закалка, направление и легирование крупногабаритных деталей, очистка от поверхностных загрязнений, резка мрамора, гранита, раскрой тканей, кожи и др. При лазерной сварке металлов достигается высокое качество шва и не требуется применение вакуумных камер. Применяется в машиностроении, автомобильной промышленности, производстве строительных материалов. Лазерная сварка дает возможность избежать деформации свариваемых деталей. Производительность агрегатов лазерной сварки в 5-8 раз выше, чем у современных сварочных автоматов. Лазерные технологии также обеспечивают поверхностное упрочнение деталей, что позволяет увеличить срок службы изделий в 8-10 раз. Применение лазерной технологии дает большой эффект при изготовлении деталей с особо высокими требованиями к качеству и точности и при получении изделий с особыми характеристиками.

54. Ультразвуковая технология, сущность и области ее применения.Ультразвук метод обработки относится к электрофиз воздейств на Ме, и назван так потому, что частота воздействия соответств диапазону неслышимых чело ухом звуков. При распростр в мат среде ультразвя волна переносит определенную энергию, кот может использ в технол проц.

Энергия ультразвук волн примен для механ обраб тверд и сверхтверд Ме,удаления поверхностных пленок.

Обрабат поверхнь покрывают жидк с находящимся во взвеш состоянии абразивом. Во взвесь вводится инстр-т, колеблющийся с ультразвук частотой и небольш амплитудой. Обработка происходит в рез-те ударов инстр-та по частицам абразива. Благодаря соударениям и происходит обработка резанием. Профиль отверстия при этом соответствует профилю инстр-та.

Благодаря энергии Ультразв волн получают устойч эмульсии. Ультразвук использ при получ однородн горючих смесей, сушке разл мат-лов, дегазации жидк.

Метод Ультразвук сварки позволяет соединить детали при t⁰, значительно более низких чем t⁰ плавления. Не изменяет св-в и стр-р мат-лов.Активно ультразвук использ в мед. во многих случаях информативность исследования оказывается значительно выше, чем при использовании рентгена, а также само ультразвуковое исследование совершенно безопасно. при посредстве ультразвука работают многочисленные контроль-измерительные приборы. В исследовательской практике ультразвук используется для обнаружения внутренних дефектов металла, определения и концентрации различных веществ, непрерывного контроля над изменением их плотности и температуры. Ультразвук не только для диагностики, но и для лечения. С его помощью лечат воспалительные процессы, очищают раны, режут ткани, лечат зубы, и сваривают сосуды.

55. Основы мембранной технологии. Области применения. Основные разновидности мембранных процессов Мембранная технология – это одно из новых направлений развития химических технологических процессов. Цель:разделение жидких и газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран. Процесс разделения основан на том, что некоторые компоненты системы проходят через мембрану медленнее других или вовсе задерживаются. Эффективность разделения оценивается показателями «селективность», «производительность», «коэффициент разделения». Разделение смесей через мембрану осуществляется в основном при температуре окружающей среды без фазовых превращений, что обусловливает простоту конструкции мембранных аппаратов и экономичность процесса.

Растворы разделяют с помощью следующих способов мембранной технологии: обратного осмоса, ультрафильтрации, диализа, электродиализа, микрофильтрации.

1. способ разделения обратным осмосом заключается в том, что раствор под давлением 3-8 МПа подается на полупроводниковую мембрану, пропускающую растворитель (воду) и задерживающую полностью или частично молекулы или ионы растворенного вещества. Суть способа состоит в следующем: если концентрация вещества в растворе А больше, чем в растворе В, находящихся по разные стороны мембраны, то возникает поток молекул (ионов) этого вещества через мембрану от раствора А к раствору В. Этот поток можно остановить, если повысить давление в растворе В. Разность давлений, при которой прекращается переход через мембрану вещества, называется осмотическим давлением. При обратном осмосе используют плоскокамерные, трубчатые или рулонные аппараты с разделительными мембранами в виде пленок и полых волокон. Метод применяется для опреснения соленых и очистки сточных вод, разделения смемей путем удаления одного из составляющих, концентри-рования растворов и др.

2. Ультрафильтрация относится к процессу мембранного разделения растворов и коллоидных систем, в которых молекулярная масса растворенных (диспергированных) компонентов намного больше молекулярной массы растворителя (дисперсионной среды). Для разделения в данном случае применяется небольшое избыточное давление 0.1-0.8 МПа. При этом значительное влияние оказывает на ультрафильтрацию «концентрационная поляризация», приводящая к гелеобразованию или выпадению осадка у поверхности мембраны. Используется ультрафильтрация для очистки сточных вод от высокомолекулярных соединений, очистки крови и биологически активных веществ, вакцин, вирусов, молока, фруктовых соков и др.

3. Микрофильтрация используется для разделения коллоидных систем при помощи полимерных высокопористых пленок, часто нанесенных на подложки (пластины, цилиндры, сетки, бумажные листы). Их толщина составляет 10-350 мкм, размер пор 0,01-0,1 МПа. Микрофильтрация применяется для очистки технологических растворов и воды от тонкодиспергированных веществ. Основные достоинства способа – простота конструкционного оформления установки, большая производительность при малых эксплуатационных затратах.

4. Диализ предназначен для разделения растворенных веществ, значительно различающихся молекулярными массами. Способ основан на неодинаковых скоростях диффузии веществ через полупроницаемую мембрану, разделяющую концентрированный и разбавленный растворы. Применяется диализ при производстве искусственных волокон, ряда биологических препаратов, для очистки растворов биологически активных веществ.

5. Электродиализ – способ разделения ионизированных соединений под действием электродвижущей силы, создаваемой в растворе по обе стороны разделяющей мембраны. Разделение ионов с одинаковым знаком заряда происходит в результате различия скоростей их переноса через мембрану. Способ широко используется для обессоливания морской воды и соленой воды, для очистки растворов биологически активных веществ.

6. Мембранное газоразделение представляет собой разделение газовой смеси на компоненты или ее обогащение в аппаратах с непористыми перегородками (мембранами). Способ основан на различии между коэффициентами газопроницаемости компонентов газовой смеси. Для разделения газовых смесей применяются мембраны из стекла, металлов, полимерных материалов. Наибольшей производительностью обладают асимметричные мембраны, состоящие из пористого и сплошного слоев, причем толщина последнего составляет около 0, 25% общей толщины мембраны.

Недостатки мембранных способов разделения (обратного осмоса и ультрафильтрации): в процессах опреснения и обессоливания образуются вода и концентрированный раствор, который содержит смесь неорганических веществ в виде ионов; их нельзя использовать в дальнейшем и нужно сбрасывать в окружающую среду.

Мембранная технология является одним из приоритетных направлений НТП, т.к. она открывает путь к созданию ресурсосберегающих процессов, оказывает благоприятное воздействие на экологическую ситуацию. В перспективе предусматривается значительный рост объемов производства с применением обратноосматических и ультрафильтрационных мембран, стойких в агрессивных средах. Разрабатывается поколение новых мембран, получаемых методом синтеза на границе раздела фаз, а также модифицируемых плазменной обработкой или радиационной прививкой. Широко развернуты работы по созданию мембран с использованием целенаправленного регулирования свойства и соотношения центров активированного переноса веществ в полимерах.