Ультразвук - в технологию машиностроения

Исследования Санкт-Петербургских ученых в области комплексных технологий формирования пар трения различных машин и механизмов создали основу для принципиально нового научного направления, имеющего огромное значение для промышленности.
В основу технологии положено использование энергии ультразвука и специфических свойств геоминералов природного происхождения, обладающих разнородными и ценнейшими свойствами, позволяющими формировать высокоэффективные пары трения.
Использование этой технологии обеспечивает увеличение межремонтных сроков двигателей в 5-6 раз; снижает потребление топлива на 5-10 %, смазочного масла на 100-300 %; скорость износа шатунных подшипников в 12-13 раз;
В турбокомпрессорах, например, К-1500-6,2 энергозатраты снижаются на 8-12 %; расход смазочных материалов в 2-10 раз; моторесурс увеличивается более чем в 2,5 раза; увеличивается надёжность и оперативность запуска агрегата.
В станочном оборудовании среднее снижение потребления электроэнергии для станков малой мощности составляет 5-15 %; для крупных агрегатов - 10-30 %; пусковые токи снижаются на 10-32 %, а механические потери в 5-7 раз; восстанавливаются зазоры в парах трения; повышается ресурс подшипников в 4-5 раз.
На железнодорожном транспорте - тяговые редукторы на тепловозах могут работать 1,5-2 года на одноразовой смазке, резко снижается износ зубьев на подвагонных компрессорах, отмечено увеличение ресурса в 1,5 раза; на изгибах рельс подушки остряков и механизмах стрелочных переводов отмечено существенное увеличение ресурса и снижение износа контактных участков пар трения в 1,5 раза;
В энергетике, например, при изготовлении насосов забортной воды при использовании технологии Гео + Ультразвук + интенсивность износа в парах трения до 8,6-10^-14, т.е. намного лучше известных показателей в мировой практике машиностроения;
Технология Гео + Ультразвук + может использоваться при ремонтно-восстановительных работах в процессе эксплуатации и при изготовлении новых машин и механизмов.
Важнейшей составляющей новой технологии является безабразивная ультразвуковая финишная обработка металла - БУФО. Практические результаты этого, весьма важного для промышленности России и не только научного направления, на сегодняшний день таковы: созданы и производятся по заказам предприятий устройства для безабразивной финишной обработки - комплекты БУФО , которые легко устанавливаются на любые токарные, строгальные, плоскошлифовальные и др. станки, предназначенные для металлообработки.
Ультразвук деформирует поверхность металла, сглаживает вершины микронеровностей и упрочняет его поверхностный слой. За один финишный проход излучателя ультразвука при исходной шероховатости R_a=6,3 мкм получаем поверхность с R_a= 0,1мкм (10 класс); А при условии обработки закаленных сталей и подшлифовки ее до 7-8 кл. - 12-13 класс шероховатости. Хорошо обрабатываются сталь - большинство известных ее марок - алюминий, медь и другие цветные металлы.
Применять эту технологию возможно к различным конструктивным формам поверхностей металлов: цилиндрическим, плоским, наружным и внутренним, торцевым, коническим и шаровым; к различным выступам и впадинам; прямоугольным и радиусным канавкам.
Безабразивная ультразвуковая финишная обработка, как было сказано выше, открывает новые перспективы в использовании покрытий поверхностей различного назначения, в том числе и антифрикционных, так как создаёт идеальную поверхность для пар трения.
БУФО исключает ручной труд, необходимость применения абразивных материалов, упрощает технологический процесс; уменьшает объёмы внутрицеховой транспортировки деталей; экономит производственные площади, электроэнергию, трудозатраты.
Комплекты БУФО поставлены и успешно внедрены на машиностроительных, авиационных, судостроительных, энергетических и др. предприятиях РФ.
Технология и оборудование защищены Патентами РФ. На оборудование имеются сертификаты соответствия и санитарно-эпидемиологические заключения.
Но возвратимся к исходным постулатам:
Технологическое оборудование в промышленности РФ физически и морально устарело. Денег, что называется, нет. Но ученым ответ ясен. Двери открыты.
Целесообразность использования этой технологии доказана на десятках, сотнях, тысячах различных машин. Доказано, что эти работы обходятся минимум в 3-10 раз дешевле замены на новое оборудования, что оборудование можно "лечить", продлевая сроки его использования в 2-5 раз; что можно создавать новые машины с существенно улучшенными технологическими характеристиками.
Таким образом, огромный пласт явлений, связанный с восстановлением промышленного потенциала страны требует серьезного обсуждения на федеральном уровне и формирование единого государственного плана. Это позволило бы существенно сократить сроки освоения основополагающих технологий, обеспечить огромные прибыли, надёжный и быстрый возврат вложенных капиталов.
Немаловажным обстоятельством является и то, что "вливание" частного капитала и государств в эти направления работ теперь уже лишены всякого риска и гарантируют получение прибылей на самом высоком уровне. В мировой практике станкостроения нет аналогов. Следует принять во внимание, что БУФО может быть положено в основу разработки новых классов станочного оборудования - станков многооперационных, которые бы обеспечили приоритет России на международной арене.