Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 8 ТЕХНОЛОГИЯ Т а б л и ц а 2 Режим Напряжение на калиброванном шунте, мВ Максимальное при холостом режиме (Δ U ш2 ) Максимальное под нагрузкой (Δ U ш1 ) Разность значений (Δ U ш ) 1 53 85 32 2 98 45 3 76 23 4 91 38 а б Рис. 5 . Графики изменения напряжения при холостом режиме ( а ) и под нагрузкой ( б ) чения), а также значения фиксированных факторов принимали исходя из условий устойчивости техно- логического процесса получения металлоизделий. Последовательность проведения серий эксперимен- тов при различных сочетаниях независимых факто- ров представлены в табл. 1. Значения откликов для каждой серии экспери- ментов определяли из анализа диаграмм значений напряжений на калиброванном шунте. На диаграм- мах выделяли характерные участки, соответствую- щие устойчивой работе привода ЛКМГ с числом оборотов вала электродвигателя n = 180 об/мин. На рис. 5 представлены графики напряжения на ка- либрованном шунте в виде средних значений мак- симальных напряжений по трем экспериментам первой серии для одного цикла обжатия клиновид- ных образцов. Среднее значение максимальных на- пряжений при холостом режиме соответствовало 0,053 В (рис. 5, а ) и практически не изменялось для всех серий экспериментов. Отклонение от этого зна- чения для остальных серий экспериментов состав- ляло ±0,003 В и было принято константой для всех серий экспериментов. Максимальное значение на- пряжения при работе ЛКМГ под нагрузкой соответ- ствовало максимальной степени обжатия клиновид- ных образцов боковыми стенками кристаллизатора ЛКМГ и определялось таким положением боковых стенок кристаллизатора, при котором расстояние между ними в калибрующей области соответство- вало минимальному значению. Очевидно, что такое положение определяло максимальное значение уси- лия, создаваемого боковыми стенками на формиру- ющееся металлоизделие. Значение напряжения для этого положения в первой серии экспериментов со- ставляло 0,085 В (рис. 5, б ). В табл. 2 представлены данные по напряжениям на калиброванном шунте для всех серий экспери- ментов. После обработки результатов эксперимента мето- дом наименьших квадратов была получена линейная модель отклика следующего вида: Δ U ш = 60 – 0,17 Т + 0,001 ТL ; 270 ≤ Т ≤ 370; 74 ≤ L ≤ 112, (3) где Т – температура клиновидного образца, ° С; L – длина клиновидного образца, мм. Уравнение регрессии (3) адекватно описывает экспериментальные данные, о чем свидетельствуют статистические характеристики полученной моде- ли. Условие адекватности по критерию Фишера вы- полняется ( F расч < F табл , 94,3 < 199,5), статистическая значимость коэффициентов уравнения регрессии по критерию Стьюдента удовлетворяется ( t расч > t табл , 12,8 > 12,71, 14,1 > 12,71), относительная ошибка ап- проксимации не превышает 2 %, коэффициент кор- реляции R = 0,98. Используя линейную модель (3), строили поверх- ность отклика (рис. 6, а ), и с помощью многоуровне- вых ее сечений по L получили номограмму (рис. 6, б ) для графического определения границы области твердой фазы в кристаллизаторе УГЛДМ. Для получения аналитической зависимости, опи- сывающей длину деформируемого клиновидного об- разца из (3), выражали L : L = 1000/ Т (Δ U ш – 60) + 170. (4)