Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
Статья посвящена актуальной проблеме организации производственного экологического мониторинга жизненного цикла производства продукции с использованием информационных технологий. Для обеспечения российских предприятий методическими рекомендациями по организации системы производственного контроля и мониторинга в целях соблюдения законодательства в отношении предельных экологических нормативов и оборота отходов необходимо исследование и разработка возможных вариантов аккумулирования данных и их преобразования в автоматизированном режиме. Целью статьи является разработка решений по организации системы контроля воздействия этапов жизненного цикла нефтехимического производства на внешнюю среду с использованием инструментов непрерывной информационной поддержки. Для проектирования информационных модулей оценки воздействия производственных процессов на экосистему использованы последовательные процедуры метода LCA. Для оптимизации параметров экологичности производства бутадиен-стирольного сополимера в статье решена задача линейного программирования; база данных для решения задачи линейного программирования основана на материалах информационно-технических справочниках по наилучшим доступным технологиям, справочниках нормативов предельно-допустимых концентраций загрязняющих веществ. Научно-обосновано использование метода информационной поддержки жизненного цикла продукции LCA для организации автоматизированного производственного экологического контроля и мониторинга. Сформирована модель продукционной цепочки и представлена принципиальная блок-схема оценки воздействия жизненного цикла химического производства на экосистему по методу LCA в условиях отсутствия стандартизированной технологии аккумулирования и обмена экологическими данными, различного уровня автоматизации и цифровизации производственных процессов нефтехимических производств. Исследованы потоки на границе химико-технологической системы по производству бутадиен-стирольного сополимера и предложен возможный вариант их математической оптимизации. Решением задачи линейного программирования получены оптимальные значения расхода ресурсов на производство бутадиен-стирольного сополимера, при которых возможны минимальные показатели выбросов загрязняющих веществ в экосистему: бутадиен - 725 кг/т; стирол - 313 кг/т; электроэнергия - 830 кВт·ч/т; пар водяной - 9,0 Гкал/т. Выявлены примеры химико-технологических систем, где по использованию бутадиена и стирола относительно полученного оптимального параметра наблюдается перерасход ресурсов. Материалы исследования могут быть использованы при разработке программ и выборе и инструментов автоматизированного производственного экологического контроля и мониторинга в химико-технологических системах.
Бесплатно
Статья научная
В статье проведен анализ этапов технологической подготовки литейного производства, выделены проблемы, решаемые за счет комплексного применения автоматизированных систем. Представлены способы автоматизации стадий обеспечения подготовки производства отливок и некоторые результаты их применения на примере крупнейшего авиастроительного предприятия АО «Авиастар-СП».
Бесплатно
Организация цифрового производства деталей узлов малоразмерных газотурбинных установок
Статья научная
В статье приводятся результаты организации цифрового производства деталей и узлов малоразмерных газотурбинных установок. Разработаны функциональная структура информационных компонентов цифрового производства МГТУ, функциональная модель цифрового производства, контекстная IDEF0-диаграмма функциональной модели процесса «Цифровое производство МГТУ», построены контекстные диаграммы «Управление производством» и «Интеллектуальное решение», приведена структурная модель цифрового производства. Представлены три уровня цифрового производства и атрибуты их данных. А также разработана схема формирования производственных заданий с описанием атрибутов данных объектов производственной системы и атрибутов событий цифрового производства. Функциональная модель цифрового производства выполнялась в соответствии с рекомендациями по стандартизации Р 50.1.028-2001 Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции «Методология функционального моделирования». Для создания цифрового производства применялся ГОСТ Р 57700.37- 2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения», ГОСТ Р 59799 - 2021 «Умное производство. Модель эталонной архитектуры индустрии 4.0 (RAMI 4.0)».
Бесплатно
Организация штамповочного производства при использовании области компромисса
Статья научная
Статья посвящена описанию автоматизации процессов в конструкторско-технологической подготовке производства, выявлению проблем в данной области производства и их решению. Полученная математическая модель позволяет устранить противоречия между руководителями и сотрудниками подразделений в области принятия решений по повышению надежности изделий.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются факторы термосилового воздействия на элементы индукторов, используемых в качестве инструмента при магнитно-импульсной обработке. Даны характерные причины выхода их из строя. Сформулированы основные направления совершенствования индукторов для обеспечения их эффективности и ресурса. Все направления проиллюстрированы конкретными примерами. Создание высокостойких индукторов открывает дорогу использованию магнитно-импульсной обработки в серийном производстве.
Бесплатно
Статья научная
Запуск новых изделий в производство представляет собой одну из наиболее сложных и многогранных задач, требующих детального предварительного анализа и тщательной подготовки. Особенно важную роль в этом процессе играет предпроектный анализ бизнес-процессов, который позволяет не только оптимизировать процессы и ресурсы, но и минимизировать потенциальные риски, тем самым обеспечивая ускоренный вывод продукта на рынок. Представленная статья разбирает основные компоненты предпроектного анализа, начиная с разработки адаптивной производственной среды, способной эффективно реагировать на внедрение новых изделий. Значительное внимание уделяется моделированию информационных систем и их влиянию на успешное внедрение новых продуктов. Приводятся конкретные примеры организационных мероприятий, управления конфигурациями и описания функциональной модели бизнес-процессов, подкрепляя теоретический анализ практическими примерами из опыта внедрения прикладного программного обеспечения SmarTeam. Статья также освещает вопросы анализа рисков и ограничений, описывая организационные мероприятия и методы адаптации структуры конструкторско-технологической подготовки производства для минимизации потенциальных рисков и обеспечения эффективного управления ресурсами. В статье рассматривается влияние типа позиционирования производственного процесса на предпроектный анализ, выделение различных стратегий организации производственных процессов, которые зависят от характеристик продукции и технологических особенностей. В статье анализируются особенности и требования к процессам в зависимости от типа производства.
Бесплатно
Основы расчета процесса формообразования обтяжкой тонких оболочек двойной кривизны
Статья научная
Усовершенствована аналитическая методика расчета параметров обтяжки при условии безмоментного напряженного состояния листовой заготовки в вертикальных плоскостях симметрии обтяжного пуансона, обеспечивающего преимущественный характер развития зоны пластической деформации центральной части в зависимости от геометрической формы оболочки двойной кривизны и анизотропии листового материала. Приведены определяющие уравнения и основы расчета для непосредственного определения деформаций в центральном поперечном сечении в условиях осевой симметрии при формообразовании обтяжкой тонкой оболочки двойной кривизны, приведенной к вертикальным плоскостям симметрии и определяемой соответствующей параметризацией с помощью сетки линий кривизн на срединной поверхности.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлено исследование, касающееся классификации и маркировки в соответствии с СГС при оформлении паспортов безопасности на химическую продукцию. Целью исследования является выявление особенностей и различий в паспортах химической безопасности, разработанных в соответствии с законодательством ряда стран, а также разбор основных ошибок при составлении SDS, а в частности в разделе, связанным с классификацией по СГС. В статье на конкретных примерах рассмотрены различия классификации химической продукции, а также приведены объяснения данных различий в рамках используемых странами законодательств. В качестве методов исследования были применены метод сравнения, позволяющий оценить различия между существующими законодательствами стран и выявить критерии видов опасности, которые имеют существенные отличия, а также метод анализа существующих национальных документов, контролирующих обеспечение безопасности при работе с химической продукцией. С помощью этих методов были представлены основные различия в классификации продукции по СГС и оформлении SDS в сравнении с критериями классификации продукции в рамках российского законодательства с классификацией других с стран (стран Европейского Союза, США, Канады и др.).
Бесплатно
Особенности изменения показателя политропы в ДВС на режиме холостого хода
Статья научная
В статье приводятся результаты исследования оценки изменения показателя политропы в процессах сжатия и расширения позволяющие проводить оценку протекания термодинамических процессов в ДВС с искровым зажиганием на режимах глубокого дросселирования в частности на режиме холостого хода.
Бесплатно
Особенности моделирования гидродинамики рабочего процесса шестеренного насоса
Статья научная
В статье рассматривается моделирование рабочего процесса шестеренного насоса, позволяющее определять распределение полей скорости течения внутри насоса. Моделирование выполнялось с использованием программного обеспечения Solid Works, кода ANSYS CFX, оболочки Ansys Workbench, метода Эйлера-Лагранжа и модели турбулентности Ментера Shear Stress Transport.
Бесплатно
Особенности применения водорода в ДВС при различных способах формирования топливовоздушных смесей
Статья научная
В статье приводятся результаты экспериментальных исследований и анализ зависимостей влияния добавок водородосодержащих газов на экономические и экологические показатели ДВС при разных способах смесеобразования. В качестве объекта исследования были выбраны двигатели производства ОАО «КамАЗ», реализующие разные способы формирования топливо-воздушной смеси и работающие на дизельном топливе и природном газе. Испытания проводились на моторном стенде, дополнительно оснащенном системой подачи водорода в топливовоздушную смесь. Результаты исследований позволили установить зависимость влияния добавок водородосодержащих газов на экономические и экологические показатели ДВС при разных способах смесеобразования.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена проблеме повышения качества технологических процессов путем использования САПР ТП. Разработан метод перевода технологических процессов из бумажного представления в электронный вид. В работе приведены основные шаги методики проектирования электронных технологических процессов в САПР ТП «ТеМП-2». Рассказывается о роли методики для разработки интегрированной автоматизированной системы управления производством. Представлена схема новой автоматизированной системы формирования и управления комплектом электронной технологической документации.
Бесплатно
Особенности реализации процессного подхода в управлении предприятием в условиях индустрии 4.0
Статья научная
Технологии Индустрии 4.0 напрямую связаны с концепцией устойчивого развития, которая открывает новые возможности и может способствовать изменению традиционного подхода производственных компаний. В настоящее время в продовольственной системе происходят повсеместные изменения в бизнес-моделях, чему также способствует применение цифровых технологий. Растущее число новых цифровых технологий с успехом находят применение во всех основных процессах. Цифровые технологии могут по-разному влиять на различные процессы, некоторые могут оказывать сквозное воздействие на все процессы, в то время как другие могут быть сосредоточены исключительно на одном процессе. Внедрение цифровых технологий И4.0 производственными компаниями касается, прежде всего поддержания различных бизнес-процессов. В статье рассматривается технологии, применяемые в рамках процессного подхода управления предприятием, в условиях Индустрии 4.0. Рассмотрены модели процессного подхода их особенности, характеристики и функциональные возможности, применяемые с целью повышения эффективности и достижения желаемых результатов. Показано, что с помощью интеграции методов процессного подхода и технологий И4.0 предприятия могут добиться желаемых результатов, а также особенности их внедрения. Обоснована необходимость в дальнейших научных разработках инструментов, повышающих эффективность управления предприятиями и самими бизнес-процессами.
Бесплатно
Особенности создания виртуальных кинематических моделей пятикоординатных станков
Статья научная
В статье рассмотрен процесс создания кинематических моделей станков «НПО «Станкостроение» S500L и Mikron UCP 600 Vario в программе Siemens NX. Отражены преимущества виртуального моделирования пятикоординатных станков для отработки и отладки управляющих программ с возможностью обнаружения и устранения ошибок при перемещении рабочих узлов станка. Показаны особенности построения виртуальных моделей и наложение на них кинематики на примере фрезерного обрабатывающего центра, а также оптимизация режимов резания и траектории движения инструмента.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается процесс пайки пирографитового кольца к титановой втулке серебряным припоем, легированным титаном, в узлах уплотнения турбонасосного агрегата ракетного двигателя НК-33. Проводится анализ причин разрушения описываемых соединений и поиск путей повышения выхода годной продукции. С помощью металлографического анализа произведена оценка качества пайки. Произведена оценка пластичности спая посредством измерения микротвердости по ширине спая, а также отдельных фаз. Установлено, что в данном типе соединения при остывании после пайки возникают внутренние напряжения, частично снимаемые за счет пластичности паяного шва. Обнаружено существенное увеличение твердости спая, вероятно, за счет образования интерметаллидных соединений и карбидов на основе титана.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены результаты исследований влияния мощности и скорости движения лазерного пучка на форму и размеры сварного шва жаропрочного сплава ХН45ВМТЮБР после сварки СО2-лазером в различных режимах. Установлено, что при мощностях лазерного излучения выше 3 кВт во всем диапазоне скоростей сварки глубина сварного шва растет в основном за счет роста глубины парового канала. В сварных швах при мощности ЛИ 3 кВт и выше наблюдаются поры сферической формы и образование микротрещин в ЗТВ у границы сварного шва размерами от 0,1 до 0,3 мм. Показано влияние тепловложения на размеры и форму сварного шва.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматривается возможность использования жаропрочных порошковых никелевых материалов типа ВПр в качестве износостойкой наплавки, наносимой при помощи лазерного импульсного излучения. Предложен оригинальный метод восстановительной наплавки, позволяющий производить ремонт и модифицирование износостойких характеристик лопаток ротора газотурбинных двигателей (ГТД) с высокой экономической эффективностью. На основе проведенных сравнительных исследований, включающих в себя анализ на растровом сканирующем электронном микроскопе, измерение микротвёрдости и испытания абразивной стойкости материалов показано, что в условиях импульсного лазерного воздействия при высокой скорости охлаждения растёт средняя твёрдость матрицы и общая стойкость к абразивному износу сплава ВПр11-40Н.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты исследований структуры и износостойкости карбидосодержащих композиционных покрытий Micro-Melt NT-60 и WOKA PTA-6040 после плазменной порошковой наплавки в различных режимах.
Бесплатно
Остаточные напряжения заготовок из сплава ВТ-22 после деформации и отжига
Статья научная
Для повышения точности изготовления деталей из титановых сплавов проведено исследование изменения угла раскрытия гнутых заготовок из сплава ВТ22 после отжига при температуре 800 ОС в течение 1…5 часов. Изучено изменение поверхностных остаточных макро- и микронапряжений в зависимости от продолжительности выдержки при отжиге. Установлено, что на величину угла раскрытия между полками гнутых заготовок определяющее влияние оказывает уровень остаточных микронапряжений. Для сохранения геометрии гнутых заготовок рекомендовано отжигать их при температуре 800 ОС в течение 2 часов.
Бесплатно
Статья научная
В работе раскрыты вопросы упрочнения поверхностного слоя детали с помощью ультразвуковых колебаний. Описывается разработанное устройство для формирования ультразвуковых продольно-крутильных колебаний, дающее возможность существенно модифицировать свойства поверхностных слоев деталей.
Бесплатно
