Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
Приведены требования к технологии обработки поверхностей трения в номинально неподвижных и малоподвижных соединениях титановых лопаток компрессоров низкого давления газотурбинных двигателей (ГТД), повышающей их износостойкость. Показан пример применения комбинированной технологии упрочняющего деформационного формоизменения (УДФ) поверхностей трения при обкатке деформирующим инструментом в виде накатного ролика с клиновидными инденторами по замкнутому контуру на периферии с последующим нанесением твердых смазочных покрытий. Расчетно - экспериментальными методами обоснованы и оценены размерные параметры образуемого при обкатке регулярного рельефа упрочняемой поверхности и рабочие параметры деформирующего инструмента: гексагональная форма ячеек; размер элементарной площадки ячейки; глубина и угол наклона боковых граней профильных канавок; диаметр и длина накатного ролика; усилие накатки.
Бесплатно
Статья научная
Выполнен анализ известных математических моделей для описания теплового состояния зоны резания при прерывистом шлифовании. Выполнено теоретическое обоснование выбора тепловой модели для описания состояния зоны резания. Разработана математическая модель состояния зоны резания при прерывистом шлифовании титановых сплавов, базирующаяся на принципах суперпозиции при сложении температурных полей.
Бесплатно
Обработка конструкционных сталей комбинированным воздействием экструзией и винтовым прессованием
Статья научная
Рассмотрено влияние комбинированной обработки экструзией и винтовым прессованием на структуру, механические свойства и механизм разрушения конструкционных сталей. Показано, что указанный вид обработки приводит к повышению прочностных характеристик, что связано с измельчением зерен и повышением плотности дислокаций. Установлено, что рельефы изломов образцов сталей после комбинированного деформирования не имеют значительных отличий по сравнению с исходным состоянием, и разрушение образцов произошло по вязкому механизму.
Бесплатно
Обработка кромок некруглых отверстий
Статья научная
Излагаются два новых способа обработки кромок: одновременно двумя резцами и двумя прошивками. Описан цикл работы полуавтомата для реализации второго способа.
Бесплатно
Один из механизмов возникновения высокочастотных колебаний при точении
Статья научная
В статье приводятся результаты теоретических исследований механизма возникновения высокочастотных колебаний в зоне резания, основанного на волновых процессах, сопровождающих изменение упругодеформированного состояния материала при его разрушении по плоскости сдвига.. На основании проведенных исследований подтверждено, что источником автоколебаний высокой частоты, генерируемых в зоне резания, является динамика деформирования материала при его разрушении по плоскости сдвига. Эта плоскость представляет поверхность раздела двух сред, инициирующую волновые процессы, распространяемые в тело заготовки и стружки. Их характер и параметры в значительной степени зависят от свойств обрабатываемого материала (модуля упругости и плотности), характеристик инструмента (материала, переднего угла и качества передней поверхности) и такими режимными параметрами, как подача на оборот и ширина среза. Отмечено, что скорость резания влияет на них опосредовано, через угол сдвига и главную составляющую силы резания. Предложена аналитическая зависимость, устанавливающая их взаимосвязь. Она позволит проводить априорную оценку частотных диапазонов возможных автоколебаний с целью исключения режимов, приводящих к ухудшению качества обрабатываемых поверхностей.
Бесплатно
Статья научная
В статье представляются средства поддержки конструкторской деятельности проектирования технологической оснастки в условиях технологической подготовки производства. Специфику подхода к проектированию оснастки определяет использование средств концептуального экспериментирования, в основу которого положено отображение состояний жизненного цикла оснастки на семантическую память вопросно-ответного типа и применение проектных онтологий, как средств аккумулирования и сохранения опыта в форме моделей прецедентов.
Бесплатно
Оперативные комплексные показатели эффективности и оценка поставщиков
Статья научная
В работе представлены результаты разработки оперативных комплексных показателей эффективности оценки поставщиков автомобильных компонентов в современном машиностроитель- ном (автосборочном производстве).
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена новым формам проведения профориентационной работы среди школьников и выпускников средних учебных заведений, направленной на повышение их интереса к поступлению в вузы на авиационные направления подготовки.
Бесплатно
Описание конструкции изделия на разных этапах его жизненного цикла
Статья научная
В статье изложен новый метод описания конструкции изделия на модульном уровне с использованием графа иерархической структуры трех уровней. Отмечается, что описание конструкции изделия будет разным в зависимости от этапа жизненного цикла.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведены методики определения остаточных напряжений: расчетная, экспериментальная методом травления и с использованием образцов-свидетелей.
Бесплатно
Определение вибрационной мощности источников колебаний шпиндельных узлов металлорежущих станков
Статья научная
Контроль состояния шпиндельных узлов современных металлорежущих станков методами безразборной диагностики предполагает возможность установки датчиков контроля в местах, обладающих максимальной вибрационной информативностью. В связи с этим, оценка информативности вибрационного поля шпиндельного узла, которая может быть проведена заранее с учетом особенностей конструкции, геометрических и размерных характеристик является актуальной задачей. На основании энергетического подхода на примере шпиндельного узла универсального токарного станка предложена расчетная модель, построенная по срединным плоскостям стенок. На основании расчетной модели составлены уравнения энергетического баланса с учетом условий передачи вибрационной мощности между стенками корпуса. Приведена методика определения вибрационной мощности основных источников в шпиндельных узлах: шпинделя, имеющего остаточный дисбаланс, приводной зубчатой передачи и подшипников. Установлено, что наиболее значимыми факторами, определяющими вибрационную мощность, вводимую в корпус шпиндельного узла, являются работа подшипников, вес шпинделя и расположение его центра масс. Полученный результат дает возможность обнаружить зарождающиеся дефекты именно в подшипниках, являющихся, как показывает практика, определяющими элементами параметрической надежности шпиндельных узлов. Полученная модель вибрационного поля может быть использована для определения эталонных значений виброскоростей, которые формируются от источников при отсутствии дефектов.
Бесплатно
Статья научная
Актуальность проблемы исследования обусловлена необходимостью пересмотра ограничения для использования импортных синтетических смазочных материалов при обработке авиационных конструкций, состоящих из смешанных пакетов материалов КМУ-Ti-Al, сверлильными машинами с автоматической подачей (СМАП) и при ручной разделке.
Бесплатно
Статья научная
В работе приводится обобщенный расчет относительной величины усилия, передаваемого мембранным узлом торцевого уплотнения на центральную втулку, образующую контактную уплотнительную поверхность. Представлена функциональная зависимость величины уплотняющего усилия от различных сочетаний диаметральных размеров кольцевой мембраны. Сделан вывод о пригодности значений полученной функции для использования в качестве коэффициента суммарной гидравлической нагрузки при расчетах контактных давлений, реализуемых в уплотнениях.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлена математическая модель момента сопротивления вращения в шариковом подшипника качения с учётом трения тел качения о сепаратор и сепаратора о центрирующую поверхность наружного кольца. По техническим требованиям в рабочих условиях подшипники нагружается осевым и радиальным усилиями и опрокидывающим моментом. При разработке методики расчета подшипника учитывали осевую, радиальную и моментную нагрузки. Рассматривается шарикоподшипник, установленный с возможным перекосом колец. Угол перекоса колец изменяется в пределах от 0 до предельного угла свободного поворота. Оценка сопротивления вращению осуществляется по моменту трения на наружном кольце подшипника. При определении момента сопротивления вращению в шариковом подшипнике учитывались центробежные силы шариков. На основании приведенной математической модели были разработаны алгоритм и компьютерная программа по расчёту момента трения в шарикоподшипнике с учётом трения сепаратора о тела качения и центрирующее кольцо. Проведено сравнение расчётных значений момента трения с экспериментальными данными, полученными на модернизированном стенде. Экспериментальная погрешность определения момента трения составляла 12,5%. Показано, что имеет место хорошая корреляция теоретических кривых с экспериментальными данными. Максимальное расхождение теоретических и экспериментальных данных не превышает 15%. Теоретические кривые пересекают все эллипсы рассеяния экспериментальных замеров, что свидетельствует о достоверности разработанной методики определения момента сопротивления шариковых подшипников качения с учётом трения сепаратора о тела качения и центрирующее кольцо.
Бесплатно
Статья научная
На примере Самарской области описаны особенности определения морфологического состава твердых бытовых отходов и результаты определения степени их токсичности. Показано, что в морфологическом составе наблюдается преобладание пищевых отходов. Исследования степени токсичности отходов методами биотестирования показали, что твердые бытовые отходы являются токсичными и имеют 4 класс опасности. Таким образом, необходима их переработка и очистка.
Бесплатно
Определение мощности установки роторного типа по переработке медицинских отходов
Статья научная
В статье рассмотрено обоснование потребной мощности установок роторного типа по переработке медицинских отходов. Постановка задачи формулируется следующим образом: разработать аналитическую методику расчета мощности роторных устройств для переработки отходов. Анализ морфологического и структурного состава медицинских отходов позволил выделить укрупненные группы отходов, для переработки которых используются как процессы резания лезвием, так и дроблением. Методика расчета выполнена для роторной системы, состоящей из траверсы, несущей четыре горизонтальных и один П-образный вертикальный ножи. В связи с особенностью перерабатываемой среды (медицинские отходы) невозможно использовать теоретический и практический опыт, накопленный при обработке резцами со снятием стружки с поверхности материала. Величина критического усилия резания зависит от остроты лезвия и разрушающего контактного напряжения, которое может быть определено через приведенное разрушающее контактное напряжение для группы материалов, подверженных разрушению резанием. При определении критического усилия резания необходимо учитывать, что в процессе резания участвует не вся длина лезвия, так как загруженные в стерилизационную камеру медицинские отходы имеют небольшую объемную плотность, которая изменяется со временем. В представленной методике мощность, затрачиваемая на измельчение резанием, находится интегрированием по длине режущей кромки и с учетом наличия двух режущих лезвий. Кроме мощности, затрачиваемой на измельчение, в процессе резания лезвием имеются потери мощности, связанные с движением разрезаемого материала по фаскам лезвия, зависящие от толщины срезаемого слоя, модуля упругости и коэффициента Пуассона перерабатываемого материала. Предлагаемая методика учитывает, что измельчение хрупких материалов, входящих в состав медицинских отходов осуществляется при переработке не разрезанием, а дроблением. Поскольку при переработке медицинских отходов процесс смешения совмещен с процессом измельчения, то роль лопастной мешалки играет вращающийся ротор. В свою очередь, мощность, затрачиваемая на смешивание, зависит от силы сопротивления, действующей на элементарную площадку лопатки, а также от скорости вращения. Таким образом, при переработке медицинских отходов общие затраты мощности определяются как сумма затрат мощности на измельчение и перемешивание. Полученные аналитические выражения дают возможность на этапе проектирования не только выбрать рациональную мощность привода, но и обосновать переменную частоту вращения ротора.
Бесплатно
Определение нагрузки с учетом ледового воротника в гидротехническом строительстве
Статья научная
Ледовые нагрузки в силу своей величины и многообразия являются одними из основополагающих при расчете арктических гидротехнических сооружений. Стоимость проектируемого сооружения может измениться в несколько раз при изменении расчетной ледовой нагрузки; поэтому определение ледовой нагрузки заданной обеспеченности является наиважнейшей задачей. Некоторые ледовые образования могут существенно изменять величину ледовой нагрузки, но при этом отсутствуют или недостаточно подробно отражены в нормативных документах. Ледовые воротники - утолщение льда вокруг теплопроводящих сооружений, могут приводить к увеличению нагрузок на гидротехнические сооружения, при этом метод оценки влияния ледовых воротников на нагрузки не приводится в действующих нормативных документах. Утолщение льда в месте контакта с сооружением ведет к увеличению площади контакта и может приводить к изменению механизма разрушения льда. В известных случаях наличие ледового воротника ведет к увеличению горизонтальной ледовой нагрузки от ровного льда, передаваемой на сооружение. Для решения задачи влияния ледового воротника рассмотрена постановка методом дискретных элементов для точного описания всего процесса разрушения ледового воротника во времени. Используются плоские постановки в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Получены зависимости относительной нагрузки от толщины льда и морозоградусодней.
Бесплатно
Статья научная
Исследовано напряженно-деформированное состояние станины листоштамповочного многопозиционного автомата АА821 ус. 200 кН в условиях внецентренного приложения деформирующих усилий. Для определения углов перекоса ползуна и смещений инструмента от деформаций деталей кривошипно-ползунного механизма и элементов станины проводились эксперименты в условиях статики и динамики. При статическом исследовании деформаций нагрузка создавалась гидронагружателями и прикладывалась к крайним позициям автомата, а при динамическом исследовании деформаций автомата AA821 номинальная нагрузка равномерно распределялась на два крайних и два средних пуансона путем осаживания протарированных на разные усилия крешеров. По экспериментальным данным приведен анализ доли деформаций составляющих частей станины в общем балансе пресса-автомата. Напряженно-деформированное состояние автомата исследовано методом конечных элементов посредством компьютерного САЕ пакета АРМ Win Machine. Приведена расчетная механическая схема и визуализация диаграммы результатов напряжений, перемещений, деформаций. Анализ результатов, полученных с использованием компьютерного моделирования, показал, что наибольшую величину в общем балансе деформации станины составляет деформация стола и стоек, что хорошо верифицируется с экспериментальными результатами. Даны рекомендации позволяющие снизить упругую деформацию пресса.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматривается вопрос определения необходимого объема измерений, в частности количество измеряемых точек боковой поверхности зубчатых колес при использовании координатного метода с применением координатно-измерительных машин (КИМ). Рассматриваются рекомендации и требования нормативных документов, касающихся определения количества контролируемых точек боковой поверхности зубчатых колес. Для контроля геометрических параметров зубчатого колеса предлагается к рассмотрению стратегия расположения точек контроля в виде сетки. Выполняется определение числа точек контроля, необходимого для адекватной оценки результатов контроля, на основе эксперимента по оценке показателей воспроизводимости результатов измерений, полученных при контроле рекомендуемого перечня геометрических параметров на КИМ с учетом разного объема измерительной информации. Предложена схема проведения эксперимента по оценке показателей воспроизводимости результатов измерений, включающая измерения боковых поверхностей зубчатых колес по разному числу контрольных точек, определение среднеарифметических значений результатов контроля, расчет норматива оперативного контроля воспроизводимости, сравнение результатов показателей воспроизводимости с нормативным значением. На примере конкретного зубчатого колеса рассмотрена схема расположения контролируемых боковых поверхностей детали при определении рекомендуемых к контролю на КИМ перечню геометрических параметров, принцип аппроксимации контрольных точек, заложенный в методику проведения обработки результатов измерений и определение значений отклонений контролируемых геометрических параметров на основе полученной измерительной информации. Выполнена оценка показателя воспроизводимости для результатов измерений, полученных при разном числе точек контроля. В соответствии с полученными данными сформулированы выводы о недостаточности контроля боковой поверхности зубчатого колеса по сетке контроля малых размеров, ввиду неудовлетворительных данных показателей воспроизводимости результатов измерений. Даны рекомендации по выбору оптимального количества точек контроля в сетке с учетом показателей воспроизводимости и времени, затрачиваемого на контроль одного зубчатого колеса по рекомендованному к контролю на КИМ перечню геометрических параметров.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты испытаний на герметичность штуцерных соединений при различных величинах затяжки и фиксированном внутреннем давлении. Уточнены требования нормативной документации по минимально необходимой величине затяжки стыков трубопроводов для конкретных условий эксплуатации. Выполнено расчетно-экспериментальное обоснование сохранения герметичности соединений для вновь определенных граничных условий.
Бесплатно
