Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Повышение срока службы опор скольжения с реверсивным трением
Статья научная
Предлагается метод обеспечения длительного срока службы подшипников скольжения на основе модификации пластичных смазочных материалов. Исследуется влияние силы трения на повышение долговечности подшипников скольжения, работающих в режиме реверсивного движения. Показано, что применение смазочных материалов с ультра-дисперсными добавками уменьшает значение силы трения для образцов, снижает величину температуры трения. Представлены результаты анализа распределения нормальных и касательных напряжений на площадке контакта подшипника скольжения. Сделан анализ состояния поверхностей трения и изменение микрорельефа после применения исследуемых смазочных материалов.
Бесплатно
Повышение технологичности изготовления каретки суппорта токарно-винторезного станка при модернизации
Статья научная
Актуальность модернизации металлорежущего оборудования вызывается требованиями улучшения эксплуатационных характеристик и необходимостью поддержания стоимости предлагаемых станков на определенном уровне, несмотря на инфляционные процессы. Причем второе направление не должно сопровождаться ухудшением качества станков. Поэтому реализовать его можно только снижением себестоимости изготовления и, в первую очередь, за счет повышения технологичности конструкции. Это направление особенно актуально для универсального металлорежущего оборудования, в том числе для токарно-винторезных станков отечественного производства, потребность в которых для оснащения небольших металлообрабатывающих предприятий весьма высока в связи с тем, что они являются поставщиками многономенклатурных комплектующих для предприятий автомобильного, авиационного и оборонного кластеров. В статье рассматриваются возможные изменения в конструкции каретки суппорта токарно-винторезного станка. Сложность формы каретки и многообразие действующих силовых факторов требуют обоснованного подтверждения сохранения высоких эксплуатационных характеристик, в частности, прочностных и жесткостных. Решение поставленной задачи с использованием аналитических или эмпирических зависимостей без существенного упрощения расчетных моделей не представляется возможным. Поэтому было использовано численное моделирование с применением метода конечных элементов в системе Ansys Workbench 2021. Описано построение расчетной модели и рассмотрены этапы проведения численного эксперимента. Необходимость оценки предлагаемых конструкторских изменений, повышающих технологичность каретки, и вариативность силовых факторов потребовали рассмотрения 18 численных экспериментов, отличающихся условиями проведения. По результатам расчета определялись максимальные суммарные деформации и эквивалентные напряжения по Мизесу. Исследования показали, что предлагаемые изменения в конструкции каретки не приводит к ее ослаблению, так как места расположения максимальных напряжений достаточно удалены от зон, с которых были убраны элементы, ухудшающие технологичность.
Бесплатно
Статья научная
Предметом данной статьи является программируемая система управления роботом-манипулятором. Рассмотрена сложная нелинейная динамика, связанная с практическим применением систем и манипуляторов. Традиционный метод управления заменяется разработанной системой Elma и адаптивной радиальной базовой функцией нейронной сети, что повышает стабильность системы и скорость отклика. С помощью программного обеспечения, связанного с MATLAB, разработаны соответствующие контроллеры и компенсаторы. Представлены результаты обучения нейросетевого контроллера для программирования траекторий робота. Анализируются динамические ошибки различных типов нейросетевых контроллеров и двух методов управления.
Бесплатно
Повышение усталостной прочности и износостойкости лопаток и дисков ГТД термопластическим упрочнением
Статья научная
Приведена технология восстановления работоспособности лопаток и дисков газотурбинных двигателей. Показаны сравнительные экспериментальные данные об усталостной прочности и износе лопаток и дисков газотурбинных двигателей. Выполнен анализ причин, влияющих на усталостную прочность и износостойкость лопаток и дисков.
Бесплатно
Повышение эксплуатационных характеристик изделий из титановольфрамовых твердых сплавов
Статья научная
Проведены исследования влияния лазерной импульсной обработки на структуру и эксплуатационные характеристики вольфрамокобальтовых твердых сплавов. Установлены оптимальные режимы лазерного воздействия при которых достигается наибольшее увеличение стойкости упрочненного инструмента. Установлена взаимосвязь между глубиной упрочненного слоя с измененной структурой, стойкостью и структурно-фазовыми изменениями в зоне лазерной обработки. Лазерная термическая обработка повышает эксплуатационные характеристики твердого сплава Т15К6 в 1,5 - 2 раза.
Бесплатно
Повышение эффективности процесса нарезания и обработки зубчатых колес
Статья научная
Представлены результаты исследования влияния ультразвука на процессы нарезания зубчатых колес из труднообрабатываемых материалов - зубодолбление и зубошлифование. Показано, что с введением в зону обработки ультразвука происходит значительное снижение составляющей силы резания Рz, усадки стружки и высоты микронеровностей. Износ режущих зубьев с наложением ультразвуковых колебаний приобретает более стабильный характер, повышается работоспособность зубообрабатывающего инструмента.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются способы повышения эффективности функционирования промышленных предприятий с помощью метода оценки потерь тепловой энергии через ограждающие конструкции, выполненного на основании инструментального обследования, а также с использованием метода определения теплопотерь за весь отопительный период при невозможности провести расчет, основанный на инструментальном обследовании.
Бесплатно
Повышение эффективности электродуговой наплавки сплава СВ-АК5 за счет гибридизации технологий
Статья научная
В работе показана актуальность разработки гибридных технологий, основанных на совмещении электродуговой объемной наплавки с другими внешними воздействиями на наплавляемые слои: применение нескольких источников энергии (лазер и электрическая дуга), сочетание наплавки и процессов формообразования (деформационное воздействие, дробеструйная обработка, лазерное упрочнение и др.). В работе оценивали потенциальную возможность создания гибридной технологии «электро-дуговая наплавка - магнитно-импульсная обработка» при получении образцов из сплава Св-АК5 (система Al-Si). Комплекс для реализации гибридной технологии создан на базе коллаборативного робота-манипулятора и сварочного инверторного полуавтомата. Разработаны конструкции, изготовлены и испытаны 2 вида совмещенных со сварочной горелкой одновитковых индукторов для магнитно-импульсной обработки наплавляемых образцов: индуктор в виде открытого тора, охватывающий сопло сварочной горелки, и прямоугольный индуктор, сопряженный последовательно с горелкой. Средствами компьютерного моделирования и натурных экспериментов установлено, что наиболее эффективным является индуктор в виде открытого тора, охватывающий сопло сварочной горелки. Индуктор такого вида подает магнитно-импульсные разряды непосредственно в формируемую жидкую ванну в процессе наплавки. Наплавку проводили в среде защитного газа аргон. В качестве основного варьируемого параметра МИО служила энергия разряда W в интервале 180÷518 Дж при одинаковом количестве импульсов (20 шт.). Исследование микроструктуры опытных образцов показало, что МИО оказывает существенное модифицирующее воздействие на дендриты α-Al сплава Св-АК5, получаемого по гибридному процессу «электродуговая наплавка - магнитно-импульсная обработка». Дефекты структуры в процессе металлографических исследований наплавленных образцов не выявлены.
Бесплатно
Погрешность определения напряжённо-деформированного состояния режущего инструмента
Статья научная
В данной статье рассматриваются различные способы определения напряжённо-деформированного состояния токарного резца при использовании аналитических моделей сопротивления материалов и метода конечных элементов с различной степенью приближения к реальным условиям. Определена абсолютная и относительная погрешность этих способов, где за эталон принимался метод конечных элементов с использованием подробной 3D-модели. Приведены рекомендации областей использования данных методов.
Бесплатно
Подготовка данных для прогнозировния заказа при отсутствии информации за прошедшие периоды
Статья научная
Для компаний, запускающих на рынок новый продукт, существует высокая неопределенность использования существующих производственных мощностей в будущих периодах. Неопределенность использования существующих производственных мощностей в будущих периодах возникает из-за отсутствия данных спроса за прошлые периоды. Применение методов прогнозирования, основанных на статистике прошлых периодов, становится невозможным. В статье приведен анализ метода структурной аналогии, используемый при подготовке данных для прогнозирования ценообразования исследуемого продукта. В качестве исходных данных для прогнозирования спроса предлагается использовать релевантную продукцию.
Бесплатно
Подготовка молодых специалистов для конструкторского бюро
Статья научная
В данной работе рассматриваются вопросы подготовки молодых специалистов в интересах Ульяновского конструкторского бюро приборостроения по направлению Приборостроение и Информационные системы и технологии. Основное внимание уделено специализации студентов в соответствии с направлениями разработок предприятия.
Бесплатно
Подготовка целевого персонала САПР в среде учебного виртуального предприятия
Статья научная
Статья посвящена задачам обучения инженеров технологов, работающих в составе интегрированных САПР. Для развития у технологов умений деятельности в едином информационном пространстве разрабатываются учебно-исследовательские виртуальные предприятия (УИВП). Предлагается состав и структура комплексных средств обеспечения УИВП. Описывается методика применения онтологического анализа оптимальных траекторий подготовки специалистов.
Бесплатно
Поиск перспективных схем базирования и способов шлифования сферических торцев конических роликов
Статья научная
Выполнен анализ схем базирования и поиск новых технологических схем и возможных способов реализации на основе морфологического метода с использованием предложенных критериев. Определены основные направления развития шлифования сферических торцов роликов.
Бесплатно
Показатели результативности совершенствования организационной структуры горного предприятия
Статья научная
В данной статье представлены результаты оценки уровня персональной ответственности должностных обязанностей инженерно-технических работников в Рудоуправлении ПАО «Ураласбест» в условиях сохранения организационной структуры при изменении цели предприятия; сопоставлены фактические результаты деятельности работников Рудоуправления ПАО «Ураласбест» с требованиями, указанными в должностных обязанностях; определены показатели для оценки результативности освоения организационной структуры горного предприятия; произведен корреляционный анализ влияния результативности организационной структуры горного предприятия на эффективность производственных процессов; установлена взаимосвязь результативности совершенствования организационной структуры подразделений горного предприятия и эффективности производственных процессов, выраженной величиной производительного времени работы оборудования; представлена методика совершенствования организационной структуры горного предприятия, включающая четыре основных блока: определение цели предприятия, проектирование организационной структуры, приведение организации производственных процессов в требуемое состояние и контроль работы в штатном режиме.
Бесплатно
Ползучесть композиционных материалов с абсолютно жёсткими включениями
Статья научная
В работе рассматривается макроскопический (эффективный) закон ползучести многокомпонентного стохастически армированного изотропного композиционного материала типа «матрица - шаровые включения».
Бесплатно
Статья научная
Представлен способ получения материала на основе карбосилицида титана и апробация его в качестве материала для окончательной обработки (полирования) поверхностей.
Бесплатно
Статья научная
Разрабатываемые в последнее время комбинированные технологические процессы, сочетающие статическое и динамическое нагружения, потребовали разработки методики их компьютерного моделирования. Первые шаги в этом направлении описаны в работах [1,2] при разработке комбинированной технологии «фальцовка» при использовании приведенной методики для анализа других процессов (вытяжки, вытяжки-обрезки припуска, вытяжки-формовки, гибки, редуцирования и других) необходим более общий подход (последовательность шагов) при создании методики сквозного моделирования статико-динамических процессов, чему и посвящена данная работа.
Бесплатно
Построение винтовых поверхностей технических форм
Статья научная
В статье представлена разработка аналитической модели конгруэнции координатных линий нормальной цилиндрической системы, которая образуется при замене одного из семейств координатной сетки опорного цилиндра на семью винтовых линий постоянного шага. Рассмотрены варианты замены одного из двух семейств координатных линий на опорном цилиндре нормальной цилиндрической системы координат на семью винтовых линий. Показаны возможные варианты координатных сеток - когда координатная сетка на опорном цилиндре, вместо окружностей и прямолинейных образующих будет состоять из множества прямолинейных образующих винтовых линий пересекающих их под постоянным углом и вариант, когда сетка состоит из однопараметрического множества прямых геликоидов соосных с осью опорного цилиндра и конгруэнции винтовых линий. На конкретных примерах исследованы свойства линий, которые во время движения располагаются как в плоскости, которая проходит через ось опорного цилиндра, так и в плоскости перпендикулярной оси опорного цилиндра. Представлены уравнения поверхности, образованную левым винтовым движением окружности, которая находится в плоскости, проходящей через ось вращения. Проанализирована возможность построения винтовой поверхности с различным направлением перемещения образующей Подобную поверхность в технике могут иметь пружины, змеевики, винты многие другие изделия. В приведенной статье показана возможность моделирования теоретической боковой поверхности цилиндрического косозубого колеса эвольвентного профиля путем создания внутреннего уравнения на основе цилиндрической системы координат. При этом на поверхности опорного цилиндра семейства линий t, u, v заменяется конгруэнцией винтовых линий. В результате чего в значительной мере облегчается моделирование сложного эвольвентного профиля зубьев. Приведено внутреннее уравнение эвольвентного геликоида, показано изображение боковой поверхности зуба вместе с основным цилиндром цилиндрического косозубого колеса. Даны рекомендации по выбору возможной координации пространства в зависимости от схемы образования винтовой поверхности.
Бесплатно
Построение регрессионной модели термического сопротивления контактной псевдосреды
Статья научная
Опыт эксплуатации металлорежущих станков позволил выработать обоснованные рекомендации допустимых предельных значений температуры для основных подсистем станка, определяющих точность обработки. Однако, снижение серийности выпускаемого металлорежущего оборудования и постоянное совершенствование его конструкций требуют разработки моделей, являющихся основой инженерных методик, позволяющих на этапе проектирования прогнозировать тепловую картину основных узлов станка, влияющих на точность обработки. В связи со значительным числом факторов, влияющих на формирование контактного термического сопротивления, и различием весомости их действия предложено для их всестороннего учета в тепловой модели соединения деталей использовать псевдослой (псевдосреду), состоящий из площадок фактического контакта и полостей, заполненных воздухом или маслом. Для определения значимых факторов, оказывающих доминирующие влияющие на контактное термическое сопротивление, был проведен ряд однофакторных экспериментов. Для разработки регрессионной модели изменения температуры в зоне контакта был выполнен ПФЭ типа 24. Полученные результаты были проверены по критериям Кохрена, Стьюдента и Фишера.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены новые требования к характеристикам микрогеометрии рабочих поверхностей деталей машин в соответствии с ГОСТ Р ИСО 25178-2- 2014. Показано, что для вычисления таких характеристик необходимо иметь информацию о трёхмерном распределении параметров микрорельефа, то есть перейти от профильных параметров микрогеометрии к параметрам её структура. В связи с этим в статье рассмотрено применение программного метода формирования структура поверхности на основе профилограмм, полученных более простыми устройствами.
Бесплатно
