ЖУРНАЛ «СТА» №4/2006

Напыляемые порошки имеют размер частиц от 10 до 100 мкм и обладают большой дисперсностью. В дозе по- рошка, вводимой в ствол, размеры час- тиц могут отличаться в несколько раз. Для получения качественных покры- тий необходимо заполнять ствол взрывчатой смесью переменного хими- ческого состава так, чтобы все частицы при вылете из ствола имели по возмож- ности одинаковые энергетические па- раметры, прежде всего, температуру. Недогретые частицы отскакивают от поверхности детали, а перегретые либо испаряются в стволе установки, либо дробятся под воздействием газового потока, имеющего скорость порядка 1 км/с, либо расплёскиваются при уда- ре о деталь. Параметры частиц сущест- венно зависят от их начального поло- жения в стволе пушки, поэтому жела- телен локализованный ввод порошка в ствол. Прочность сцепления покрытия с деталью зависит от соотношения хо- рошо и плохо закрепившихся частиц. Процесс напыления многопарамет- рический, поэтому поиск оптимально- го режима напыления исключительно экспериментальным путём весьма сло- жен. Конструкция пушки должна обес- печивать возможность математическо- го (численного) моделирования всех процессов в стволе. Это возможно только тогда, когда известно распреде- ление химического состава взрывчатой смеси вдоль ствола и положение час- тиц порошка в стволе перед взрывом. Поскольку напыление в большинст- ве случаев производится наложением отдельных пятен, образующихся при одном выстреле, то для получения од- нородного и качественного покрытия очень важно обеспечить равномерное сканирование поверхности обрабаты- ваемой детали синхронно с цикличе- ской работой детонационной пушки. Такое сканирование производится спе- циализированным манипулятором, включаемым в состав детонационного комплекса для реализации замкнутого технологического цикла. Количество выстрелов, производи- мое пушкой за время эксплуатации, составляет десятки миллионов. В про- цессе эксплуатации подвижные части пушки и манипулятора изнашиваются, режимы напыления изменяются, воз- можны отказы в работе механических узлов. Это чревато ухудшением качест- ва покрытия и снижением уровня взрывобезопасности установки. По- этому необходимы датчики для кон- троля работы механических устройств. Для большинства деталей необходи- мы двухслойные покрытия: тонкий подслой, обеспечивающий высокую адгезию, и основной слой, обеспечи- вающий эксплуатационные свойства покрытия. Материалы подслоя и ос- новного слоя различны. Для их напы- ления применяются отличающиеся ре- жимы, которые необходимо оператив- но переключать. Для снижения влияния человеческо- го фактора также необходима автома- тизация процесса. Всеми этими качествами обладает детонационный комплекс «Обь» (рис. 3), разработанный в Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева. Д ЕТОНАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС Схема детонационного комплекса представлена на рис. 4. Комплекс управляется компьютером с шиной ISA. Компьютер гальваниче- ски развязан с контроллером комплекса посредством оптоэлектронной связи. Пушка содержит водоохлаждаемый ствол, два порошковых дозатора, сис- РАЗ РА БО Т КИ / МАШИНОС Т Р О Е НИ Е 47 СТА 4/2006 www.cta.ru а б в Рис. 3. Детонационный комплекс «Обь»: а — детонационная пушка, б — блок управления с компьютером, в — манипулятор Смеситель Демпф. КС Азот Тп1 Тп2 Ксл СЗ Смеситель СК Дозатор Дозатор Газораспределитель К газораспределителю Манипулятор Управляющий компьютер К дозатору и манипулятору Условные обозначения: Тп1 — топливо 1; Тп2 — топливо 2; Ксл — кислород; СЗ — система зажигания; СК — ствольный клапан; КС — клапан смесителя; Демпф. — демпферная камера. Рис. 4. Схема детонационного комплекса