<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Voronezh Scientific-Technical Bulletin</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Voronezh Scientific-Technical Bulletin</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Воронежский научно-технический вестник</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="online">2311-8873</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">54896</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.34220/2311-8873-2022-32-40</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject></subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">PROTECTION OF WORKING SURFACES OF TECHNOLOGICAL TOOLS FROM  JET-ABBROUS EXPOSURE SUPERSONIC STREAMS</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ЗАЩИТА РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОТ СТРУЙНО-АБРАЗИВНОГО  ВОЗДЕЙСТВИЯ СВЕРХЗВУКОВЫМИ ПОТОКАМИ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Кадырметов</surname>
       <given-names>Анвар Минирович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kadirmetov</surname>
       <given-names>Anvar Minirovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Попов</surname>
       <given-names>Дмитрий Анатольевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Popov</surname>
       <given-names>Dmitrii Anatolevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Болгов</surname>
       <given-names>Андрей Вячеславович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Bolgov</surname>
       <given-names>Andrei Vyacheslavovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Буренко</surname>
       <given-names>Никита Сергеевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Burenko</surname>
       <given-names>Nikita Sergeevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Voronezh State University of Forestry and Technologies named after G.F. Morozov</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2022-11-04T13:03:00+03:00">
    <day>04</day>
    <month>11</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2022-11-04T13:03:00+03:00">
    <day>04</day>
    <month>11</month>
    <year>2022</year>
   </pub-date>
   <volume>1</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>32</fpage>
   <lpage>40</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2022-11-03T00:00:00+03:00">
     <day>03</day>
     <month>11</month>
     <year>2022</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://vntv.editorum.ru/en/nauka/article/54896/view">https://vntv.editorum.ru/en/nauka/article/54896/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Приводится аналитическое обоснование защиты рабочей поверхности дробеструйного сопла от абразивного износа применением сверхзвуковых пристеночных потоком в сравнении с дозвуковыми пристеночными потоками. Расчеты подтверждены экспериментальными исследованиями на усовершенствованном дробеструйном сопле.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>An analytical substantiation of the protection of the working surface of the shot blasting nozzle from abrasive wear using supersonic near-wall flows in comparison with subsonic near-wall flows is given. The calculations are confirmed by experimental studies on an improved shot blasting nozzle.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>ДРОБЕСТРУЙНОЕ СОПЛО</kwd>
    <kwd>АБРАЗИВНЫЙ ИЗНОС</kwd>
    <kwd>СВЕРХ-ЗВУКОВЫЕ ПРИСТЕНОЧНЫЕ ПОТОКИ.</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>SHOT BLASTING NOZZLE</kwd>
    <kwd>ABRASIVE WEAR</kwd>
    <kwd>SUPERSONIC WALL FLOWS.</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>1 Состояние вопроса исследования и актуальность работыТрадиционные меры повышения износостойкости рабочих поверхностей технологических средств, таких как, например, дробеструйные устройства, от струйно-абразивного воздействия за счет использования твердосплавных материалов малоэффективны [1-3]. Недостаточной защитной способностью поверхностей обладают также дозвуковые пристеночные газовые потоки. В связи с этим представляет интерес использование для этой цели недорасширенных сверхзвуковых пристеночных потоков. Отжатие ими основного струйно-абразивного потока происходит вследствие того, что на длине пристеночного потока до сечения «запирания» граница сверхзвуковой струи обладает высокой устойчивостью к воздействию на ее извне возмущений, в том числе и в виде отдельных частиц, например, абразива [4]. Это объясняется упругими свойствами границы струи, так как при сверхзвуковой скорости уменьшение проходного сечения потока приводит к его торможению и увеличению давления [5-7].Дополнительно к этому защитные свойства сверхзвуковой струи проявляются в следующем: когда упругости сверхзвуковой струи недостаточно и частица все-таки пробивает ее границу, то в момент проникновения частицы в струю на величину, примерно равную радиусу частицы, сверхзвуковой поток перед частицей локально затормозится, что вызовет повышение давления. Вследствие существенной разницы давления, действующих на частицу в этом случае со стороны пристеночного сверхзвукового и основного потоков, частица вытолкнется пристеночным потоком, не успев коснуться стенки рабочего сопла. К этому выводу можно прийти путем аналитически обоснованного следующего обоснования.  2 Результаты исследованийПеред частицей в сверхзвуковом потоке образуется скачок уплотнения, давление за которым описывается уравнением [8] : P2=P1k+1∙2∙k∙M12-(k-1),                                                   (1)где k – показатель адиабаты рабочего тела в сверхзвуковом потоке;   – число Маха перед скачком уплотнения;   – давление перед скачком уплотнения;  – давление после скачка уплотнения.Давление P2, определимое формулой (1), можно считать средним давлением, воздействующим непосредственно на частицу, так как оно находится между минимальным и максимальным давлением, действующим на переднюю точку частицы. Давление перед скачком уплотнения выражается через давление энергоносителя в ресивере (давление торможения), откуда он поступает, следующей формулой (1):                                                        (2)где   – давление торможения в сверхзвуковом потоке;   – коэффициент скорости;  – скорость потока перед скачком уплотнения, м/с;   – критическая скорость, м/с.Число Маха через коэффициент скорости выражается формулой [4]:    .                                                       (3)Подставляя (2) и (3) в (1), имеем:  .                             (4) Выталкивающая сила, действующая на частицу, определится выражением  ,                                                             (5)где  – радиус частицы.    – статическое давление в основном потоке.Давление дополнительного энергоносителя дробеструйного сопла, который эжектирует абразив с энергоносителем (в результате чего образуется основной поток), берем равным 0,5 МПа, поэтому   лежит в пределах 0,1-0,5 МПа.С другой стороны,                                                                                                       (6) где  – ускорение частицы; m – масса частицы.Из (5) и (6) следует:  ,                                                  (7) где  – плотность материала частицы.По определению:  .Проинтегрируем это уравнение , где   – средняя величина ускорения равнозамедленного движения. Откуда следует  ,                                                                  (8) где  – нормальная к внутренней поверхности дробеструйного сопла составляющая скорости частицы.Согласно [9] скорость частиц на входе из обычного дозвукового дробеструйного сопла при давлении сжатого воздуха 0,5 МПа не превышает 60 м/с и при угле раствора  оставляет не более  Хотя скорость частиц внутри сопла меньше, чем на выходе, для надежности выводов возьмем неблагоприятный вариант   м/с. Нормальная составляющая к поверхности часть пути, которую пройдет частица за время t при изменении ее скорости  от 10 м/с до нуля в предложении равнозамедленного движения, составит:</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Суслов, А. Г. Инженерия поверхности деталей / А. Г. Суслов, В. Ф. Безъязычный, Ю. В. Панфилов и др. М. : Машиностроение, 2008. - 320 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Suslov, A. G. Surface engineering of details / A. G. Suslov, V. F. Bezyazychny, Yu. V. Panfilov et al.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Минеев, А. С. Статистический анализ износа направляющих металлорежущих станков // Физика, химия и механика трибосистем : межвуз. сб. науч. тр., Вып. 4./ Иван. гос. ун-т. Иваново, 2005. - С. 60-62.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mineev, A.S. Statistical analysis of wear of guide metal-cutting machines // Physics, chemistry and mechanics of tribosystems: interuniversity. Sat. scientific tr., Issue. 4./ Ivan. state un-t. Ivanovo, 2005. - S. 60-62.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Утенков, В. М. Прогнозирование потери точности металлорежущих станков с направляющими скольжения: Автореф. дис…. д-ра техн. наук : 05.03.01 / В. М. Утенков. - М., 1995. - 29 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Utenkov, V. M. Prediction of the loss of accuracy of machine tools with sliding guides: Abstract of the thesis. dis…. Dr. tech. Sciences: 05.03.01 / V. M. Utenkov. - M., 1995. - 29 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Абрамович, Г. Н. Прикладная газовая динамика. М. : Наука, 1969. - 824 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Abramovich, G. N. Applied gas dynamics. M. : Nauka, 1969. - 824 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Воронецкий, А. В. Особенности течения сверхзвуковых потоков в узких цилиндрических каналах/ А. В. Воронецкий, С. А. Сучков, Л. А. Филимоно Инженерный журнал : наука и инновации, 2013, вып. 4. - C. 1-17.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Voronetsky, A. V. Features of the flow of supersonic flows in narrow cylindrical channels / A. V. Voronetsky, S. A. Suchkov, L. A. Filimono Engineering journal: science and innovation, 2013, no. 4. - C. 1-17.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гуськов, О. В., Копченов В. И., Липатов И. И., Острась В. Н., Старухин В. П. Процессы торможения сверхзвуковых течений в каналах / О. В. Гуськов, В. И. Копченов, И. И. Липатов, В. Н. Острас, В. П. Старухин. - Москва, Физматлит. - 2008. - 168 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Guskov, O. V., Kopchenov V. I., Lipatov I. I., Ostras V. N., Starukhin V. P. Deceleration processes of supersonic flows in channels / O. V. Guskov, V. I. Kopchenov, I. I. Lipatov, V. N. Ostras, V. P. Starukhin. - Moscow, Fizmatlit. - 2008. - 168 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Липатов, И. И. Процессы торможения сверхзвуковых течений в каналах. Известия Саратовского университета. Сер. Математика. Механика. Информатика, 2008, т. 8. вып. 3, с. 49-56.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lipatov, II Processes of deceleration of supersonic flows in channels. News of the Saratov University. Ser. Maths. Mechanics. Informatics, 2008, vol. 8. no. 3, p. 49-56.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ландау, Л. Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика : Учебное пособие. В 10 т., т.У1 Гидродинамика. 4-е изд., стер. М. : Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1988. - 736 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Landau, L. D., Lifshitz E.M. Theoretical Physics: Textbook. In 10 vols., vol. U1 Hydrodynamics. 4th ed., ster. M.: Science. Ch. ed. physics and mathematics lit., 1988. - 736 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Рыковский Б. П., Смирнов В. А., Щетинин Г. М. Местное упрочнение деталей поверхностными наклепом. М. : Машиностроение, 1985. - 152 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Rykovsky B. P., Smirnov V. A., Shchetinin G. M. Local hardening of parts by surface hardening. M. : Mashinostroenie, 1985. - 152 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">А. с. № 1662819 В24С 1 / 00. Способ защиты поверхностей в струйно-абразивных эжекционных аппаратах / Б. Е. Гутман, А. М. Кадырметов и др. - Бюл. № 26 15.07.91. - С. 5.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">A. s. No. 1662819 V24S 1 / 00. A method of protecting surfaces in jet-abrasive ejection apparatuses / B. E. Gutman, A. M. Kadyrmetov et al. - Bul. No. 26 07/15/91. - p. 5.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
