32

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ВИЩИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до лабораторного практикуму з дисципліни:

„УЩІЛЬНЕННЯ МЕТОДОМ ПРЕСУВАННЯ”

(для студентів спеціальностей 6.05130108 „Хімічна технологія високомолекулярних сполук”)

Затверджено методичною комісією і

розглянуто на засіданні кафедри ХТП

протокол № 7 від 10 лютого 2012 р.

Затверджено на засіданні навчально-

видавничої ради ДонНТУ

протокол

Донецьк 2012

УДК 662.2.036.4

Методичні вказівки до лабораторного практикуму з дисципліни «Ущільнення методом пресування» Ф.Н. Галіакберова, Т.М. Праздникова, О.О.Чернова – Донецьк, ДонНТУ, 2012. – 30с.

У методичних вказівках по лабораторному практикуму наведені загальні відомості про метод пресування, властивості порошкоподібних тіл, основні закономірності ущільнення порошкоподібних твердих тіл, дані вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу, наведені вимоги до оформлення результатів робіт.

Укладачі ст.викладач Ф.Н.Галіакберова

к.т.н., доцент Т.М.Праздникова

асистент О.О.Чернова

Зміст

Загальні відомості про метод пресування 4

Властивості порошкоподібних матеріалів 4

Основні закономірності ущільнення порошкоподібних твердих тіл 6

Основні операції при виконанні задач 8

Вимір щільності пресованих зарядів вибухових речовин 11

Оформлення задачі 18

Лабораторна робота № 1 Залежність щільності

пресованого виробу від тиску 19

Лабораторна робота № 2 Вплив температури АС на щільність заряду 21

Лабораторна робота № 3 Вплив дисперсності порошкоподібної

речовини на щільність пресованого заряду 23

Лабораторна робота № 4 Вплив відношення висоти заряду

до діаметру на його щільність 24

Лабораторна робота № 5 Визначення щільності шашки

гідростатичним методом 25

Лабораторна робота № 6 Пресування зарядів з обмежником 26

Лабораторна робота № 7 Вивчення мікроструктури пресованого заряду 26

Лабораторна робота № 8 Пресування виробів

методом попереднього брикетування 27

Лабораторна робота № 9 Пресування кумулятивного заряду 28

Список літератури 30

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО МЕТОД ПРЕСУВАННЯ

Вибір способу спорядження виробів визначається, насамперед, властивостями високомолекулярних сполук (ВМС), а також розмірами і формою виробів. Основним методом спорядження виробів дрібного і середнього калібру нескладної конфігурації є пресування.

Пресування - це процес обробки тиском сипких матеріалів з метою їхнього ущільнення, зміни механічних та інших властивостей, а також надання їм заданої форми.

Пресування, як метод ущільнення порошкоподібних речовин, має досить велику історію і здавна застосовується для формування кераміки, металевих порошків і інших матеріалів. Пресування, як вид спорядження виробів із кристалічних ВМС, також має давню історію і широко використовується дотепер. Великий внесок у розвиток теорії і технології ущільнення порошкоподібних речовин методом пресування зробили такі вчені як Бальшин М. Ю., Рассказов Н. І., Жданович Г. М., Федорченко І. М., Андриевський Р. А., Ребиндер П. А., а в області спорядження виробів Кунін Н. Ф. та Юрченко В. Д.

З точки зору спорядження виробів і одержання зарядів з хорошими тактико-технічними властивостями пресування, як метод спорядження, має свої переваги і недоліки.

До переваг методу відносять:

1. Можливість спорядження боєприпасів потужними неплавкими високочутливими ВМС із відносно меншою, в порівнянні з заливкою, шкідливістю виробництва.

2. Заряди, які отримані методом пресування, у порівнянні з литими, володіють високою і більш однорідною щільністю, підвищеною сприйнятливістю до детонації, відносною безпекою при стрільбі і високою міцністю з малою кількістю цементатора.

3. Технологія спорядження пресуванням відносно проста, високопродуктивна і зручна для механізації.

До недоліків методу можна віднести наступне:

1. Високу вартість пресів і прес-інструментів.

2. Неможливість пресування зарядів з піднутертям і обмежену можливість пресування великих виробів і виробів складної форми.

3. Зміну розмірів пресованих зарядів при нагріванні і коливаннях температури.

Властивості порошкоподібних матеріалів

Порошкоподібні сипучі тіла, у тому числі і ВМС, являють собою сукупність великого числа часток, що знаходяться у взаємному контакті. Частки можуть відрізнятися одна від одної не тільки по хімічній будові, але і по величині, формі, стану поверхні і т.п. Величина часток ВМС може коливатися в дуже широких межах 10^-6-10^-3м. Форма часток може бути дуже різноманітною, вона залежить в більшості від способу одержання продукту і технологічного режиму. За формою розрізняють три види дисперсних часток: волокнисті чи голчасті, пласкі (пластинки, таблетки, лусочки) і рівноважні. Поверхня часток може бути різною: гладкою, шорсткуватою і т.п. Стан поверхні залежить від предісторії частки, здатності частки адсорбувати на поверхні інші речовини, природи і властивостей адсорбованих речовин (пластичність, поверхнева активність та ін.).

Під впливом адсорбції поверхнево-активних речовин (ПАР) змінюється мікротвердість речовини, знижується її міцність. Це пов'язано з проникненням молекули ПАР в мікротріщини, що завжди знаходяться в частках речовини. Проникаючи в мікротріщини, ПАР сприяють розвитку їх і створюють так званий “розклинуючий ефект”. Це приводить до зміни механічних властивостей речовини, до її розм'якшення і пластифікації. Використовуючи ПАР, можна знизити чутливість ВМС і поліпшити його пресуємість.

Порошкоподібні сипучі матеріали мають свої особливості у порівнянні із суцільними твердими тілами.

1. Сили зчеплення між частками сипучого тіла менше, ніж сили зчеплення у твердому тілі.

2. Для сипучих тіл характерна мінливість контактної поверхні між частками. Величина цієї поверхні є функцією тиску: J_K=fP.

3. На відміну від суцільних твердих тіл, сипучі тіла мають рухливість часток і здатні зберігати форму в незначних межах.

4. Під дією власної ваги сипуче тіло здатне заповнювати посудину, в яку його насипали, але, на відміну від рідини, вільно насипаний порошок не розтікається по поверхні, а утворює конус з визначеним кутом укосу. Величина кута природного укосу залежить від форми часток і сил тертя між ними і для ВМС складає 35-60º.

5. У сипучому тілі тиск передається в різні сторони неоднаково і у межах однієї частки локалізується в місцях контакту.

6. Сипучі матеріали ізотропні, тобто властивості їх у різних напрямках однакові.

7. Об'єм, заповнений порошком, завжди більше об'єму, що відповідає найбільш щільному упакуванню часток.

До основних фізико-хімічних властивостей сипучих матеріалів відносяться: насипна щільність, гранулометричний склад, кут природного укосу, утворення зводу, текучість, зсипаємість по площинах, злежуваємість, комкуємість, коефіцієнт внутрішнього тертя.

Насипна чи гравіметрична щільність - щільність сипучого матеріалу під дією власної ваги. Насипна щільність завжди менше питомої ваги речовини і залежить від конструкційної міцності матеріалу, питомої ваги, величини і форми часток, а також від пористості і вологості матеріалу.

Кут природного укосу характеризує сипучість матеріалу і залежить від розмірів часток, температури, вологості, форми часток і характеру поверхні.

Злежуваємість, комкуємість, злипаємість залежать від здатності сипучого матеріалу утворювати при витіканні з отвору звід, який характеризується максимальним діаметром отвору.

Зсипаємість по площинах залежить від ступеня обробки матеріалу, дисперсності і сипучості порошку.