4
P d −d z
CM =
CM (3.8) Приймемо [см] = 0,8т = 0,8294 МПа = 235 МПа – для сталі 30.
CM == 50,8МПа CM Умови по міцності і зрізу задоволені, застосуємо гайки М30-6Н.5 (S46) ГОСТ 5916-70.
Розрахунок сполучної муфти:
Так як застосовується різьблення М30х2, що задовольняє умовам міцності, то муфта також буде виконуватися з такою різьбленням на обох кінцях. Розрахуємо довжину різьблення муфти.
Приймемо, що довжина закручувати кінця шпильки дорівнює:
b1 = 1,25d, (3.9)
що відповідає стандартному виконанню шпильок по ГОСТ 22034-76,
b1 = 1,2530 = 37,5 мм
Тоді можна виконати муфту з довжинами різьб по 40 мм. Зовнішній діаметр муфти виконаємо рівним діаметру шестигранною гайки по вершинах, тобто 50 мм.
Для зручності складання (розбирання) надбудови в середній частині кожної муфти виконаємо по одному отвору діаметром 8 мм під стрижень-ключ.
Гайки 7 можна встановлювати стандартні, а можна їх виконати самим з рифленою поверхнею і зменшеного зовнішнього діаметра і товщини. Дані елементи не несуть основного навантаження, а призначені для регулювання положення плити.
Таким чином гайки 7 виконуємо товщиною 15 мм, зовнішнім діаметром 45 мм.
4 НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ
У сучасному індустріально-розвиненому суспільстві захист металів від корозії є однією з найважливіших науково-технічних і економічних завдань, вирішення якої може зберегти величезні матеріальні та фінансові ресурси. Згодом проблема збереження металофонду, в першу чергу сталевих об'єктів, загострюється в зв'язку з дедалі ширшим використанням в промисловості агресивних середовищ, високих температур і тисків. При цьому, незважаючи на всі вжиті в цьому напрямку зусилля, втрати від корозії тільки стали складають в промислово розвинених країнах від 10 до 20% річного виробництва.
На сьогоднішній день, найбільш економічним і одночасно ефективним методом запобігання корозійному ураженню металів є фарбування стальних конструкцій, що включає нанесення грунтовок інгібітуючого типу. Механізм захисної дії таких покриттів різноманітний, і визначається, переважно, природою входять до їх складу пігментів протикорозійного призначення. Слід зазначити, що найбільш ефективні антикорозійні пігменти (хроматних, свиневмісних) відрізняються токсичністю, що призвело до заборони їх використання в деяких країнах. Тому одним із актуальних завдань дослідників, які розробляють сучасні лакофарбові матеріали протикорозійного призначення, є створення пігментів інгібітуючого типу, що характеризуються низькою токсичністю.
До найбільш перспективних напрямків досліджень, спрямованих на вирішення цього завдання, відноситься синтез і застосування в якості протикорозійних компонентів покриттів електропровідних полімерів, зокрема поліаніліну (ПАНІ). Протикорозійне дію останнього обумовлено наявністю високого позитивного електродного потенціалу, що, в комплексі з його каталітичної редоксактівностью, визначає можливість анодної пасивації сталі в присутності такого активного депассіватора, як хлорид-аніон. До переваг пані відноситься доступність вихідних речовин для синтезу і широка можливість варіювання властивостей за рахунок використання різних модифікаторів (допанта).
Однією з важливих характеристик, що визначають ефективність інгібуючої дії пігментів, є розвиненість поверхні, так як саме від цієї характеристики при інших рівних умовах залежить рівень генерації пасивуючих компонентів при впливі корозійно-активних середовищ на пофарбований метал. Одним із шляхів збільшення питомої поверхні інгібіторів є їх іммобілізація у вигляді тонкого шару на поверхні дисперсних наповнювачів, тобто отримання так званих кернових пігментів.
Для вивчення кінетичних особливостей гомофазного і гетерофазного синтезу пані в ряді робіт використовували контроль за конверсією мономера і виходом полімеру. Однак в даній роботі ці методи не застосовували, так як вони відрізняються дуже велику трудомісткість для використання в якості рутинного аналізу.
Фотометричні криві реєстрували за допомогою спектрофотометра Proscan МС-122 в діапазоні довжин хвиль 350 ÷ 1100 Нм з кроком 5 нм. Вимірювання рН здійснювали на рН-метрі рН 150-МИ, значення окисно-відновного потенціалу вимірювали за допомогою рН-метрії Hanna HI-8314, з використанням хлорсрібного і платинового електрода.
Експеримент проводили при 25 ± 2 0С, в такий спосіб: паралельно готували суміш аніліну (C6H5NH) в 0,4 М водному розчині обраної для дослідження кислоти і окремо ПДА ((NH4) 2S2O8). Обсяг розчинів становить по 100 мл. Мольне співвідношення між аніліном і допанта було зафіксовано на рівні 1: 1, а між аніліном і окислювачем 1: 1,25. Обидва розчину витримували при кімнатній температурі протягом 1 години. Потім в хімічний стакан з розчином солі аніліну поміщали рН і Red-Ox-електроди і при перемішуванні за допомогою магнітної мішалки ES-6120 фірми ТОВ «Екохім» доливали розчин окислювача. Відразу після цього здійснювали моніторинг значень рН і окислювально-відновного потенціалу. Паралельно здійснювали відбір проб реакційної маси для реєстрації кривих оптичної щільності. Перед спектрофотометричними вимірами проби піддавали 50кратному розведення водою.
Вимірювання всіх параметрів проводили кожні 5 хвилин до початку полімеризації (індукційний період), і кожну хвилину при протіканні синтезу. Після переходу синтезу в завершальну, повільну стадію інтервал між відбором проб збільшували.
Додатково для фіксації процесу полімеризації виробляли візуальні спостереження за кольором реакційного середовища (колір змінюється від світложовтого через синій, який свідчить про початок синтезу, до темно-зеленого).
Як приклад, на рисунках 4.1-4.3 представлені характерні тимчасові метаморфози спектрофотометричних кривих в процесі синтезу пані при використанні ФК, ОЕДФ і НТФ відповідно.
Рисунок 4.1 - Спектрофотометричні криві розведеної реакційної маси при різному часі синтезу пані, допірованого ФК (хв): 1-0; 2-15; 3-20; 4-22; 5-24; 6-26; 730; 8-80; 9-180; 10-240
Аналіз результатів спектрофотометричних вимірювань показує, що в процесі полімеризації реакційна маса набуває синього кольору і на спектрофотометричних кривих з'являється максимум в області 520 нм (криві 3-5). Після закінчення певного часу спостерігається зростання оптичної щільності і зміщення максимуму в область значень довжин хвиль 750-800 нм (криві 6-10) при цьому колір реакційної маси стає зеленим. Очевидно, в процесі окислення аніліну спочатку утворюється неелектропровідну емальовану підставку, яка потім в результаті протонування сильною кислотою переходить в електропровідну форму з появою квазічастинки - полярона, що забезпечує електропровідність полімеру, на що вказує поява піку в області 750 нм і смуги поглинання при 420 нм.
Рисунок 4.2 - Спектрофотометричні криві розведеної реакційної маси при різному часі синтезу пані, допірованого ОЕДФ (хв): 1-0; 2-5; 3-10; 4-20; 5-22; 6-24; 7-36; 8-60; 9-120; 10-240
Рисунок 4.3 - Спектрофотометричні криві розведеної реакційної маси при різному часі синтезу пані, допірованого НТФ (хв): 1-0; 2-5; 3-10; 4-15; 5-20; 6-22; 730; 8-60; 9-120; 10-240.
На рисунках 4.4 і 4.5 побудовані хронограми відповідно оптичної щільності в інтервалі довжин хвиль 750-800 нм і окисновідновлюваного потенціалу реакційної маси для кожного з досліджуваних допантів.
1 – ФК; 2 - ОЭДФ; 3 - НТФ
Рисунок 4.4 - Хронограма оптичної щільності розведеної реакційної маси при синтезі пані з використанням різних кислотдопантів
Аналіз даних, представлених на рисунках, показує, що всі кислоти можуть бути використані в якості допіру агенту, природа якого впливає на завершальну стадію реакції окисної полімеризації аніліну: в разі використання в якості допанту ФК і ОЕДФ процес практично завершується після закінчення 3-х годин, а синтез пані, допірованого НТФ, характеризується більшою тривалістю.
1-ФК; 2-ОЭДФ; 3-НТФ
Рисунок 4.5 - Хронограма окислювально-відновного потенціалу реакційної маси при синтезі пані з використанням різних кислот-допанта.
На рисунку 4.6 представлені характерні хронограми оптичного поглинання, значень рН і окислювально-відновного потенціалу при синтезі пані з використанням ФК.
З рисунка видно, що значення показань оптичної щільності (крива 1) і Red-Oxпотенціалу (крива 2) ідентично описують протікання процесу полімеризації; початкове підвищення потенціалу обумовлено додаванням розчину окислювача до розчину аніліновою солі. Характер кривої рН (різке падіння в початковий момент часу, потім зростання, що проходить через максимум і повторне зниження значень) до кінця не зрозумілий.
Рисунок 4.6 - Залежність оптичної щільності (1), ококисновідновного потенціалу (2) і рН (3) реакційної маси від часу синтезу
Слід зазначити, що коректність спектрофотометричного моніторингу процесу полімеризації аніліну викликає сумніви в зв'язку зі зміною спектру поглинання. Реєстрація спектрів з урахуванням необхідності відбору і розведення проб реакційного середовища є трудомістким процесом і вимагає великих тимчасових витрат. Крім того, при виборі методу контролю процесу полімеризації було взято до уваги те, що план дослідження включав вивчення синтезу аніліну в присутності дисперсної фази. Очевидно, що в цьому випадку каламутність досліджуваного середовища і седиментація дисперсного компоненту в процесі вимірювань можуть внести неприйнятні спотворення в результаті оптичних вимірювань.
В результаті викладеного вище з усіх розглянутих методів контролю процесу синтезу пані для подальших досліджень як найбільш простий, експресний і коректний був обраний моніторинг окислювально-відновного потенціалу реакційного середовища.
1 2 3 4 5 6 7 8