Методическое пособие 805

упаковка в газовой среде, разогреваемая и стерилизуемая упаковка, активная упаковка, новые материалы для упаковки.

Рис. 1. Упаковки сельской продукции

Сейчас перед производителями товаров массового потребления стоит новая задача: продавать тонны одинаковых товаров так, чтобы каждый покупатель чувствовал себя особенным и гордился своим выбором. Упаковке всегда отводилась ведущая роль в брендинге продукта. Однако на данном этапе наиболее актуален целостный подход к формированию потребитель-

в дизайне упаковок товаров: коммуникация с потребителем, персонализация упаковки, натуральность и экологичность, «как раньше», минимализм.

Сегодня, работая над упаковкой, дизайнеру необходимо постоянно отслеживать изменения в эстетических и технологических требованиях, выдвигаемым обществом, рынком и производством. Кроме того, он стремится придать индивидуальность создаваемой упаковке, выразить посредством ее особенности заключенного в ней товара, а также выразить собственную индивидуальность. Таким образом, проектируя упаковку, дизайнер оказывается вовлеченным в решение задач индивидуального отношения к потребителю и даже общих экологических задач. Так как упаковочные отходы вносят значительный вклад в загрязнение окружающей среды: ежегодно только на территории РФ образуется 160 млн. м3 твердых бытовых

миру стали уделять больше внимания своему здоровью и качеству продуктов. В связи с этим спрос на органические продукты неуклонно растет. Уже сейчас в погоне за экологичностью меняется и традиционная упаков-

Рис. 2. Упаковки яиц из природного материала Рис. 3. Упаковки из натурального материала

Еще один основной тренд современности это экономичность. Производители начали уменьшать количество продукта, Вес стандартной шоколадки был уменьшен, количество яиц. В вязи с этим меняются размеры и формы упаковок, их дизайн, а так же технологии производства. (Рис. 4,5)

Таким образом, современные требования и тенденции влекут за собой новый виток развития дизайна упаковки пищевой продукции и как следствие упаковки в целом.

Литература

1.https://okultureno.ru/articles/20963-afisha-iskusstvo-kak-dvigatel-

progressa/

2.Вильямс, Р. Дизайн для не-дизайнеров/ Р. Вильямс - СанктПетербург: Символ, 2008.

3.Кнабе, Г.А. Энциклопедия дизайнера печатной продукции/Г. А. Кнабе - Профессиональная работа, 2016.

4.https://students-library.com/library/read/40956-novye-tehnologii- materialy-i-vidy-upakovki

5.https://studizba.com/lectures/49-menedzhment-i-marketing/818- upakovka-tovarov/15393-kachestvo-standartizaciya-i-sertifikaciya-upakovki.html.

81

УДК 535.43

Дискриминация коллоидных растворов с помощью эффекта Тиндаля

Т.С. Кожевников1, В.Н. Дерепко2 1Студент группы С-1011-9

2Преподаватель факультета среднего профессионального образования ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет

Выполнены серии экспериментов по обнаружению эффекта Тиндаля. Были выявлены зависимости эффекта от концентрации коллоидного раствора, размеров частиц взвеси, длины волны используемого излучения.

Ключевые слова: эффект Тиндаля, лазерная указка, оптические явления, коллоидный раствор.

Вприроде и технике часто встречаются дисперсные системы, в которых одно вещество равномерно распределено в виде частиц внутри другого вещества. В дисперсных системах различают дисперсную фазу — мелкораздробленное вещество и дисперсионную среду — однородное вещество, в котором распределена дисперсная фаза. [1]

Коллоидные растворы обладают оптическими свойствами, отличными от оптических свойств истинных растворов и грубодисперсных систем. Коллоиды могут положить конец ремеслу преступников, создать более эффективные катализаторы и медикаменты высокоспецифичного действия. [2] В химии полимеров стали возможными новые методы синтеза коллоидов, что существенно расширяет области их применения.

Всвязи с этим становится актуальным исследование зависимости эффекта Тиндаля от разных факторов.

Исследование:

2. Дискриминация истинных и коллоидных растворов. На рис. 1-2 и представлены фото истинного и коллоидного раствора соответственно:

Рис. 2. Коллоидный раствор

Световые лучи не проходят через раствор воды, а значит, вода выступает истинным раствором. Ход светового луча становится чётко видимым в результате светорассеяния коллоидными частицами.

82

3. Влияние длины волны (частоты) падающего света на реализацию эффекта Тиндаля.

Эксперимент. Проведём опыт с коллоидным раствором, пропустив через него световые лучи разных длин волн: красный световой луч рассеивается, образуя узкий световой конус (рис. 5), зеленый – широкий конус (рис. 4), а синий

– более широкий конус (рис. 3).

Рис. 3 Рис. 4 Рис. 5 При неизменных условиях сильнее рассеивается коротковолновое излу-

чение, так как длина синего светового луча (450-480 нм) меньше длины красного светового луча (620-780 нм).

4. Влияние концентрации коллоидных частиц на реализацию эффекта Тиндаля.

На рис. 6, 7, 8 представлены результаты прохождения красного, а на рис. 9, 10, 11 – синего светового луча через коллоидный раствор разной концентрации.

Эффект обусловлен дифракцией света на отдельных элементах структурной неоднородности среды, увеличение числа подобных элементов делает наблюдаемую картину ярче, а границы конуса контрастнее. Опыт с раствором муки в воде свидетельствует о том, что существует порог эффекта Тиндаля.

4. Влияние размера коллоидных частиц на реализацию эффекта Тиндаля.

83

Рис. 12 Рис. 13 В эксперименте использовалась вода, набранная под напором из-под кра-

на (рис. 12), и лазерная указка фиолетового цвета. Мельчайшие пузырьки воздуха служат рассеивающими свет частицами, поднимаясь вверх, они увеличиваются в размерах и эффект Тиндаля становится менее явно заметным (рис. 13). Моделирование явления убеждает в существовании зависимости между размерами частиц и реализацией эффекта Тиндаля.

Литература

1.Храмов Ю. А. Физики: Биографический справочник. – М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1983.

2.Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.

84

УДК 621.7.015

Доводка задвижек НГО комбинированными методами

Е.В. Смоленцев1, Д.Е. Крохин2

1Д-р техн. наук, профессор, smolentsev.rabota@gmail.com

2Аспирант 2 курса кафедры «Технология машиностроения», vgtukaftm@ya.ru ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

В данной статье был рассматрен технологический процесс чистовой обработки задвижек, относящихся к нефтегазовому оборудованию (НГО) с применением комбинированных методов с наложением электромагнитных полей, что дает возможность уменьшить трудоемкость технологии, повышая качество и ресурс деталей.

Ключевые слова: комбинированная обработка, отделочная обработка, нефтегазовое оборудование.

В производстве нефтегазового оборудования широко применяются узлы, включающие в себя устройства регулирования, перекрытия и подачи различных жидких или газообразных сред. Сюда относятся клапаны, задвижки, дроссели и шиберы. Как правило, эти изделия эксплуатируются в условиях значительных перепадов давлений. Особенностью их использования в нефтехимической отрасли является прокачка агрессивных, взрыво- и пожароопасных сред, при этом недопустимо даже незначительное их перетекание. При этом в таких изделиях имеются сопрягаемые детали с микро- и макрогеометрией, которая достигается притиркой и приработкой, для них должна обеспечиваться повышенная чистота поверхности элементов проточной части, устойчивость к агрессивным веществам и деформациям взаимосопрягаемых деталей при импульсных ударных механических воздействиях при протекании через них жидкостей или газов. По традиционной технологии, в процессе производства задвижек НГО применяют абразивных материалы (например, притирочные пасты). Это негативно влияет на ресурс и снижает эксплуатационные показатели деталей из-за такого явления, как шаржирование. Оно происходит на участках сопряжения деталей запорных устройств. Исключение из процесса абразивных микрочастиц снижает производительность удаления металла на преварительных этапах обработки вышеуказанных поверхностей за счет чего доводочнопритирочные операции получаются весьма трудоемкими и экономически нецелесообразными. Так же надо отметить, что сопрягаемые поверхности узлов НГО обычно подвергаются упрочняющим операциям, например наплавки, азотирования, цементации, цианирования и т.п., которые, в свою очередь в ряде случаев приводят к нарушению микро- и макрогеометрии изделий и могут повысить остаточные напряжения в поверхностном слое. Все вышеуказанные факторы в процессе реализации доводочных операций могут вызывать образование микродефектов (например, микротрещин и микрозазоров), что приведет к снижению герметичности и вызовет перетекание сред в устройствах НГО, что недо-

85

пустимо. Таким образом была поставлена задача научного исследования – обеспечить заданное качество обработки при одновременном сохранении или даже снижении трудоемкости технологии по сравнению с традиционной. В качестве вариантов рассматривались как электротехнологии, так и эрозионная, электрохимическая и их комбинация в едином процессе применительно к безабразивной доводке сопрягаемых поверхностей деталей НГО. В ходе выполнения экспериментов было установлено, что существует перспектива поддержания стабильности герметичности запорных устройств НГО при научно обоснованной комбинации физических воздействий и рационального подбора режимов обработки. Это обеспечило возможность получить высококачественные изделия нефтегазового оборудования, в том числе задвижки, что является решением актуальной проблемы для машиностроения.

В результате исследований было установлено, что сборочные единицы НГО могут быть изготовлены путем доводки без необходимости использования абразивов путем двухэтапного удаления припуска за счет применения комбинированного метода с наложением электрического поля.

Предварительным этапом является электроэрозионно-химическое снятие припуска (макро- и микронеровностей) со съемом материала за счет явления анодного растворения металла по вершинам неровностей сопрягаемых поверхностей деталей (рис. 1).

Сопрягаемые детали (рис. 1) до начала обработки имеют неровности, появляющиеся от погрешности предшествующих операций механической обработки. Сопрягаемые детали (позиции 1 и 2 на рис. 1) являются в данном случае электродами, подключенными к источникам тока (позиции 6 и 8). В среде электролитической жидкости с низкой токопроводностью (5) при сближении обрабатываемых деталей (позиции 1 и 2) до момента контакта оксидных пленок (позиции 3 и 4) происходит электроэрозионный разряд и микроудаление металла до границ I-I и II-II, что позволяет достигнуть сопряжение деталей на необходимом уровне точности.

Рис. 1. Схема доводки комбинированным методом: 1; 2 –обрабатываемые сопрягаемые детали; 3; 4 – оксидные пленки; 5 – слабопроводящий электролит; 6 –генератор импульсов RC-тип; 7 – переключатель полярности; 8 – источник постоянного тока; I-I; II-II – контуры сопрягаемых поверхностей деталей после начального этапа обработки; А-А; Б-Б – наружная граница окисной пленки; Р – давление на обрабатываемые поверхности деталей; V – ско-

рость относительного движения сопрягаемых поверхностей деталей.

86

Во время процесса притирки ( см. рис. 2) появляющиеся на контактных поверхностях микроуглубления (рис. 2, а) нивелируются при комбинированном воздействии серии микроразрядов с одновременным анодным растворением микровыступов (рис. 2, б). Как видно из схемы на рисунке, под воздействием электрических микроразрядов на поверхности обработанных деталей появляются микронеровности в форме лунок сферической формы, что показано на рис. 2. Некоторая часть их позволяет убрать геометрические погрешности профиля обрабатываемых деталей, остальные формируют микронеровности из которых складывается чистота поверхности (Rz на рис. 2, б). Электрохимическая компонента в комбинированном процессе обеспечивает (рис. 2, б) сглаживание микропрофиля и снижает неровности до нанозначений (на последнем этапе доводки).

Рис. 2. Состояние микрогеометрии поверхности детали по окончании начального этапа комбинированной обработки: а) –взаимное положение поверхностей сопрягаемых элементов 1 и 2; б) – формирование микроформы лунки за счет составляющей анодного растворения металла на выступе неровности. h – значение глубины микролунки; Rzо – величина микронеровности, получающаяся после электроэрозионных разрядов; Rz – высота неровностей в завершение первого этапа обработки; Dл–величина диаметра микролунки

Отношение между значениями диаметра (dл) и глубины (h на рис. 2, а) будет зависеть от параметров режимов обработки. Надо отметить, что глубина микролунки h определяет объем содержания жидкой рабочей среды (рис. 1) и длительность воздействия электрохимической составляющей, определяемой скоростью относительного перемещения сопрягаемых элементов.

На последующем этапе доводки используется только воздействие от анодного растворения при подаче низкого переменного напряжении от электрического источника 8 (рис. 1). Здесь в первую очередь металл будет удаляться с точек сопряжения микролунок, получающихся после первого этапа комбинированной обработки (рис. 2). В результате достигается поверхность с допуском и микронеровностями на требуемом уровне. Механическое удаление оксидных пленок в зоне обработки и низкое значение напряжения на выходе источника тока обеспечивают устранение межкристаллитного растравления в зоне обработки деталей.

Предложенная в статье технология позволяет реализовать доводку сопрягаемых поверхностей из металлических материалов с низкой обрабатываемостью механическими методами без использования абразивных материалов и стабильно получать работоспособные задвижки НГО при снижении величины

87

трудоемкости на данную операцию до 5 раз и ускорении конструкторскотехнологической подготовки производства в 1,5-2,5 раза. Кроме того, вышеуказанная технология обеспечивает возможность исключения использования специальных электродов-инструментов (как правило - трудоемких в изготовлении)

изаменить их непосредственно самими сопрягаемыми деталями, что, в свою очередь, в ряде случаев обеспечивает возможность выполнять доводку деталей непосредственно в узле задвижки НГО. Так же это позволяет выполнять работы по ремонту изделия на месте его эксплуатации без трудоемкой переборки узлов

иполучать значительную экономию ресурсов за счет снижения перерывов на аварийные и профилактические ремонты.

Литература

4.Смоленцев Е.В. Проектирование электрических и комбинированных методов обработки. М.: Машиностроение, 2005. 511 с.

5.Теория электрических и физико-химических методов обработки. Ч

I:Обработка материалов с применением инструмента: учеб. пособие / В.П. Смоленцев, А.И. Болдырев, Е.В. Смоленцев, Г.П. Смоленцев, И.Т. Коптев. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2008. 248 с.

6.Production of Transitional Diffused Layers by Electrospark Coating. Vladislav P. Smolentsev, Alexander I. Boldyrev, Evgeniy V. Smolentsev, Alexander A. Boldyrev and Vladislav L. Mozgalin. Production of Transitional Diffused Layers by Electrospark Coating. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 327 (2018) 042015 doi:10.1088/1757-899X/327/4/042015

88

УДК.629.4.052.2

Доработка конструкции акустических систем «REGA» EL-8

Д.К. Фомин1, Д.В. Гринь2, П.Д. Михеев3, А.С. Бадаев4 1Студент гр. РП-142, fom618@gmail.com 2Студент гр. РП-141, dany.grin@yandex.ru

3Студент гр. РП-151, Micheew97@yandex.ru

4Канд. физ.-мат. наук, доцент, andrbad56@yandex.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Работа посвящена расчету и разработке конструкции высококачественных акустических систем на основе доработанной модели EL-8 известной фирмы «Rega» (Англия). Сравнительный анализ технических характеристик и сравнительное прослушивание показывают лучшие параметры и качество звучания разработанных акустических систем по сравнению с оригинальными.

Ключевые слова: акустические системы(АС), акустический лабиринт (АЛ), полосовой резонатор(ПР), головки громкоговорителей (ГГ), мощность, диапазон воспроизводимых частот, уровень звукового давления (SPL), ампли- тудно-частотная характеристика (АЧХ), модуль полного электрического сопротивления.

АС «Rega» EL-8 являются напольными и заявлены разработчиками как «акустические лабиринты» (рис. 1).

Рис. 1. Конструкция АС «Rega» EL-8

Однако анализ конструкции показывает, что они скорее представляют собой закрытый корпус с резонатором Гельмгольца, расположенным внизу и настроенным на частоту основного резонанса низкочастотной (НЧ) ГГ f0 = 70 Гц. Подобное решение было использовано в отечественных АС «Симфония» еще в шестидесятых годах прошлого века. Отсюда и основной недостаток этих АС – недостаточная эффективность воспроизведения НЧ и высокая для напольных конструкций нижняя граничная частота fгр = 60 Гц. Тем не менее,

89