Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Проектирование инструментальной головки для специального токарного автомата
Статья научная
В данной статье рассматривается последовательность проектирования специального инструмента для обработки валов. Предложена оригинальная конструкция инструментальной головки, позволяющая осуществлять одновременную торцовку, проточку, обработку фаски валов с двух сторон при осевой подаче с возможностью настройки на разный диаметр и глубину. Проведенные расчёты и эксплуатационные испытания инструментальной головки показали её функциональную пригодность и надёжность. Относительно низкая себестоимость изготовления инструмента, универсальность, быстрая настройка и переналадка обеспечивают высокую экономическую эффективность обработки.
Бесплатно
Проектирование нестандартных неподвижных уплотнений
Статья научная
Рассмотрены условия работы и критерии работоспособности неподвижных резиновых уплотнений. Представлена методика оценки работоспособности нестандартных неподвижных уплотнений на этапе проектирования методами численного анализа напряженно-деформированного состояния резиновых элементов. Приведены примеры спроектированных уплотнений, работающих в подводном нефтедобывающем оборудовании.
Бесплатно
Проектирование оптимальной кристаллографии структуры конструкционных материалов
Статья научная
Сформулировано направление интенсификации процессов деформирования и повышения эксплуатационных характеристик изделий. Его суть заключается в том, что с помощью оптимизации кристаллографической ориентации структуры конструкционных материалов можно изменять преимущественное развитие деформаций при обработке давлением в пользу тех направлений, которые приведут к повышению предельного формоизменения заготовок, точности геометрических параметров и усталостных характеристик изделий. Приведены теоретические основы проектирования материалов с заданной кристаллографией структуры. Полученные функциональные взаимосвязи позволяют учесть параметры строения металлов и сплавов в технологических расчетах процессов обработки давлением, а главное априорно определить кристаллографию структуры, отвечающую требованиям повышения деформационных возможностей материалов. Рассмотрен пример реализации расчетной кристаллографической ориентации структуры при прокатке высокопрочной ленты из алюминиевого сплава 3104.
Бесплатно
Проектирование установки по переработке медицинских отходов термохимическим методом
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы, связанные с разработкой конструкции установки по переработке медицинских отходов, работающей на основе термохимического метода. Особое внимание уделено режущей оснастке, применяемой в установке. Постановка задачи формулируется следующим образом: спроектировать установку, позволяющую реализовать возможность переработки медицинских отходов термохимическим методом; предложить варианты конструкции режущей оснастки установки и обосновать выбор материала ножей на основании конечно-элементного моделирования. Предложена конструкция установки, состоящей из основания, на котором расположен электродвигатель, движение от которого с помощью клиноременной передачи передается на привод инструментальной оснастки. Переработка и обеззараживание медицинских отходов осуществляется в стерилизационной камере. Стерилизационная камера и связанный с ней бак являются конструктивно наиболее сложными. Основными элементами конструкции бака являются: основание, стерилизационная емкость и крышка. Непосредственная переработка медицинских отходов осуществляется посредством вращения роторного узла, несущего инструментальную оснастку. В предлагаемой установке инструментальная оснастка включает в себя четыре подвижных горизонтальных и два вертикальных ножа. В процессе переработки медицинских отходов рабочие поверхности горизонтальных ножей подвергаются воздействию ряда факторов, проводящих к их интенсивному износу. В статье предлагаются несколько вариантов конструкций ножей, позволяющих увеличить их долговечность. С целью проверки правильности выбора материала и влияния условий эксплуатации была разработана КЭ модель процесса нагрева ножа под действием силы трения, вызываемой сходящей по передней поверхности стружкой из полиэтилена. Расчет выполнялся для двух материалов ножа: углеродистая сталь и серый чугун. Результаты моделирования показали, что по ряду критериев наиболее предпочтительным материалом ножей является серый чугун. Использование чугуна позволит обеспечить быстрое достижение необходимого значения температуры в стерилизационной камере, а меньшие внутренние напряжения снизят вероятность разрушения ножа. Для повышения надежности установки приведены варианты конструкции подвижных ножей как элементов, подвергающихся наиболее интенсивному износу.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены новые способы получения тонкостенных осесимметричных деталей с заданной точностью толщины стенки. Предложена методика проектирования элементов оснастки.
Бесплатно
Процедура выбора рулевого привода органов управления автономного подводного аппарата
Статья научная
С использованием методов многокритериального гипервекторного ранжирования из множества вариантов реализации рулевого привода для перспективного автономного подводного аппарата осуществлен целевой выбор эффективного - электропневматического привода с гидравлическим тормозом.
Бесплатно
Пружинные аккумуляторы с выходным поворотным звеном
Статья научная
В статье рассмотрены пружинные аккумуляторы, их характеристики и области применения. Рассматриваются пружинные аккумуляторы с выходным поворотным звеном, предназначенные для шаговых приводов с рекуперацией энергии.
Бесплатно
Развитие базы конструкционных материалов для насосных агрегатов промышленного применения
Статья научная
Предметом исследования явилось создание базы данных полимерных и полимерных композиционных материалов (ПМ и ПКМ) для использования в насосных агрегатах, в частности шестеренного типа. Проведена оценка возможности применения ПМ и ПКМ в конструкции насосных агрегатов. Изготовлены опытные образцы из ПМ и ПКМ и проведены экспериментальные исследования их механических свойств. Разработана структура базы данных таких материалов, основанная на ключевых свойствах, определяющих их применение в насосных агрегатах.
Бесплатно
Развитие методики прогнозирования возникновения аварийных ситуаций на магистральных нефтепроводах
Статья научная
В статье рассматривается возможность внедрения в систему анализа источников опасности и учета факторов, формирующих ситуационные опасности метода «Древовидной структуры».
Бесплатно
Развитие методов оценки ледовых нагрузок на гидротехнические сооружения
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы исторического развития методов оценки ледовой нагрузки на гидротехнические сооружения. Приводится обоснование важности расчета ледовых нагрузок для безопасности и надежности морских сооружений в холодном климате. Статья указывает на наличие старых эмпирических методов расчета ледовой нагрузки и приводит текущее состояние методов в данной области. Разработка международных стандартов и руководств по оценке ледовой нагрузки приводится как пример развития это области знания. Указываются методы, использовавшиеся для оценки ледовой нагрузки до разработки современных стандартов, подчеркиваются их ограничения и зависимость от эмпирических данных. Применение современных численных методов, в том числе метода дискретных элементов (МДЭ), обеспечивающего более точные и надежные оценки ледовых нагрузок на морские сооружения, представляется значительным шагом вперед в оценке данных нагрузок. В статье упоминаются преимущества МДЭ перед традиционными методами а также рассматриваются современные программные пакеты, которые можно использовать для дискретного моделирования ледовых нагрузок на морские сооружения, включая коммерческие варианты и варианты с открытым исходным кодом. В заключение подчеркивается необходимость постоянного совершенствования расчетных методов, так это напрямую влияет не только на стоимость, но и на надежность и безопасность морских гидротехнических сооружений.
Бесплатно
Развитие методологии QFD на примере производства удлинённых кумулятивных зарядов
Статья научная
Производство удлиненных кумулятивных зарядов является особо опасным (или на языке ISO 9001 «специальным») и сложным с точки зрения контроля качества процессом, поэтому необходимо уделять особое внимание динамике требований потребителя, уровню развития конкурентов для того, чтобы оставаться конкурентноустойчивой организацией. В предлагаемой работе решены вопросы определения путей развития продукции на основе анализа динамики требований потребителя и уровня конкуренции, показан механизм выявления «узких мест» продукции на основе результатов аудитов ресурсов организации.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена актуальной проблеме совершенствования системы управления качеством продукции промышленных предприятий на основе математической статистики и цифровых технологий. Расширение возможностей решения производственных задач с использованием цифровых двойников и киберфизических систем охватывает в том числе и интеллектуальное прогнозирование проблем качества и рисков возникновения брака. Целью статьи является разработка организационно-технических решений по развитию системы управления качеством на основе предиктивной аналитики предупреждения рисков несоответствия продукции. Основными методами исследования являются структуризация факторов производства по категориям и функциональным признакам, формализация последовательности операций предиктивной аналитики, математическое описание взаимосвязей между объектами системы управления качеством. Разработка модели предиктивной аналитики осуществлена с использованием регламентирующих документов в сфере управления качеством продукции, технического облуживания оборудования, автоматизации производства и управления данными, искусственного интеллекта. В статье выделены проблемы внедрения предиктивной аналитики качества, заключающиеся в технической готовности производства: наличии считывающих устройств, цифровизации и автоматизации процессов, синхронизации баз данных и аппаратно-программных средств. Разработана концептуальная структурная модель предиктивной аналитики качества продукции и управления рисками несоответствий, предусматривающая формирование трех баз данных рисков возникновения брака и базы данных готовых предиктивных моделей. Результатом предиктивной аналитики является прогнозирование несоответствий продукции по качеству и возможность изменения настроек производственного процесса для предупреждения брака. Произведено математическое описание процесса предиктивной аналитики с формализацией формульной записи аппроксимации функции предиктивных и зависимой переменной. Визуализирована схема организации системы контроля качества на этапах технологического процесса производства сухого молока с указанием контрольных точек сбора данных и регламентирующей документации. Смоделирована ситуация производства некачественного сухого молока сниженной растворимости и обоснованы производственные причины брака. Материалы исследования могут быть использованы при разработке и реализации программ развития систем управления качеством промышленных предприятий, модернизации автоматизированных систем и программных продуктов управления производством, планировании проектов по ресурсосбережению и сокращению потерь от брака.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены результаты разработки и реализации перспективной системы активного контроля качества продукции на операциях механообработки в условиях массового производства автомобильной техники.
Бесплатно
Статья научная
Была проведена работа по разработке заколонного гидравлического пакера для изоляции сегментов необсаженного ствола горизонтальной скважины при многостадийном закачивании скважины гидроразрывом. Приведены полученные результаты, описаны преимущества представленной конструкции пакера и его технические характеристики. Рассмотрены основные возникающие проблемы в эксплуатации пакерного оборудования в открытом стволе скважины и способы их решения.
Бесплатно
Разработка алгоритмизированной модели реализации проекта по экологизации промышленного производства
Статья научная
Статья посвящена актуальной проблеме снижения негативных воздействий промышленных предприятий на окружающую среду и повышению конкурентоспособности продукции. Минимизация экологических угроз может быть достигнута развитием экологического производства, что на сегодняшний день затруднено в связи с несовершенством механизма практической реализации экологических проектов. Целью статьи является формирование методики оценочных процедур и разработка алгоритмизированной модели процесса реализации проекта по экологизации промышленного производства. Для реализации поставленной цели использованы метод формализации и моделирования, методы причинно-следственных связей и структурно-функционального анализа. Для визуализации процесса реализации проекта по экологизации производства использован метод модульного проектирования алгоритмов, позволяющий формировать алгоритм из структурных алгоритмических единиц, используя их последовательное соединение или ветвление с соблюдением установленных органичений и альтернатив. Определены ключевые элементы понятийного аппарата организации экологических производственных систем, касающиеся проектного подхода к проведению экологических преобразований. Обоснована необходимость разработки структурно-функциональной и алгоритмизированной модели процесса реализации проекта по экологизации производства. Разработана блок-схема алгоритма реализации проекта по экологизации промышленного производства, включающая пять последовательных этапов жизненного цикла проекта. Предусмотрен ряд оценочных процедур на основе установленных условий и органичений, результатом которых являются ветвления при переходе между модулями с дальнейшим выбором алгоритмических альтернатив. Предложена характеристика оценочных процедур на этапах жизненного цикла проекта с указанием индикативных параметров и условиями перехода на следующий этап проекта по экологизации производства. При прохождении процедур оценивания предусмотрены контрольные индикаторы в виде оптимальных, критических или фактических параметров, позволяющие определять возможность или невозможность дальнейшего движения по дереву алгоритма. Обозначены потоки обратной связи между модулями, обеспечивающие корректировку планов проекта ввиду выявления элементов неготовности производственной системы к экологическим преобразованиям по организационным или техническим причинам. Полученные результаты являются базой для дальнейших исследований вопросов организации экологических производственных систем, разработки программного обеспечения реализации проектов по экологизации производства.
Бесплатно
Статья научная
В статье разрабатывается первая часть комплекса алгоритмов цифровой поддержки процесса идентификации, поиска причин и решения проблем в области качества машиностроительной продукции.
Бесплатно
Статья научная
В статье разрабатывается вторая часть комплекса алгоритмов цифровой поддержи процесса идентификации, поиска причин и решения проблем в области качества машиностроительной продукции.
Бесплатно
Разработка базы знаний послепродажного обслуживания авиационной техники
Статья научная
Авторами предложена методика создания базы знаний послепродажного обслуживания гражданской авиационной техники. Сформированы методы наполнения базы знаний на стадии подготовки производства и опытного производства авиационной техники. Представлен механизм взаимодействия участников послепродажного обслуживания с базой знаний.
Бесплатно
Статья научная
Предложена методика назначения режима механической обработки, предусматривающая коррекцию моделей, связывающих выходные и входные параметры процесса по данным текущей информации о выходных параметрах. Разработан план варьирования управляемыми факторами технологического процесса, позволяющий приблизить эти факторы к оптимальному уровню. С использованием разработанной программы проведены исследования эффективности методики при коррекции режима точения, рассчитанного по формулам теории резания. Использование скорректированного режима позволяет повысить производительность обработки при обеспечении качества обработанной детали.
Бесплатно
Разработка и исследование адаптируемого под ребенка авиационного пассажирского кресла
Статья научная
Предложена конструкция адаптируемого авиационного пассажирского кресла, обеспечивающего возможность трансформации его опорных поверхностей в вариант для ребенка и взрослого. Выполнено исследование методом конечных элементов боковых перемещений антропоморфной модели ребенка трех лет в предлагаемой конструкции кресла и в стандартной под действием расчетных нагрузок.
Бесплатно
