Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
В данной статье рассматривается процесс ремонта (залечивания) трещин, возникших на секторах лопаток соплового аппарата из материала ЖС6У при эксплуатации турбины высокого давления двигателя Д18Т путем разделки до полного удаления трещины с последующей импульсной лазерной наплавкой по месту разделки. Наплавка производилась с помощью присадочной проволоки св-06Х15Н60М15. Проведены металлографические исследования по местам ремонта, а также контроль зоны лазерной наплавки люминесцентным методом.
Бесплатно
Статья научная
Методами рентгенографии и электронографии оценены размеры наноструктурных частиц износа при разрушении локальных активационных объемов на поверхностях трения сплава ВТ9. Выявлена структура продуктов износа.
Бесплатно
Ресурсная составляющая концепции ESG в обеспечении эффективности функционирования предприятий
Статья научная
Статья посвящена вопросам структурной трансформации промышленности, реализации политики импортозамещения и обоснованию необходимости повышения ресурсоэнергосбережения, что способствуют предприятиям в условиях турбулентности российской экономики наращиванию потенциала в области устойчивого развития и смежных с ней аспектов. Диагностика теории и методологии устойчивого развития отражает высокую заинтересованность научного сообщества в изучении методических аспектов устойчивого развития предприятий и реализации моделей обеспечения эффективного функционирования предприятия: устойчивое развитие, ESG-концепция, «зеленая» экономика, экономика замкнутого цикла, низкоуглеродная экономика, наилучшие доступные технологии и т.д. Обосновано, что составляющие ESG-концепции выступают основой системных трансформаций, ускоряющих достижение целей устойчивого развития. Важная роль в обеспечении ресурсо- и энергоэффективности и повышения производительности и качества продукции на микроуровне, наряду с декарбонизацией и экологичностью, отведена концепции наилучших доступных технологий, как один из механизмов государственной поддержки «зеленых» и модернизационных проектов, позволяющий предприятиям оптимально использовать имеющиеся ресурсы. Особое внимание уделяется вопросам повышения эффективности ресурсной составляющей моделей, что ведет к таким результатам для предприятия, как снижение издержек и доли топливно-энергетических ресурсов и сырья в себестоимости продукции, т.е. приносит прямой экономический эффект и снижает негативное воздействие на окружающую природную среду в виде сбросов, выбросов и загрязнения почвы. В связи с этом ресурсная составляющая имеет особо важное значение при реализации моделей и концепций обеспечения устойчивого развития предприятий.
Бесплатно
Ресурсосберегающая технология изготовления сварных аппаратов из жаропрочных сталей типа 15Х5М
Статья научная
Целью работы является разработка ресурсосберегающего технологического процесса изготовления сварных аппаратов из закаливающейся жаропрочной стали 15Х5М применением технологии механизированной сварки в среде защитных газов аустенитными сварочными материалами регулированием термических циклов сварки (РТЦС) принудительным сопутствующим охлаждением. Технико-экономическая эффективность разработанного технологического процесса сварки обеспечивается за счет исключения необходимости предварительного и сопутствующего подогрева свариваемых элементов до температур 250-350 °C, а также технологически обязательной при сварке однородными перлитными сварочными проволоками последующей высокотемпературной термической обработки сварных соединений при температурах 720-760 °C с выдержкой при температурах высокого отпуска в течении 2-5 часов и медленным охлаждением до 500 °C при толщине стенок свариваемых элементов в пределах 8-30 мм. В работе показано, что разработанная технология сварки жаропрочной стали 15Х5М позволяет обеспечить в околошовной зоне (ОШЗ) получение бейнитной закалочной структуры с высокими показателями трещиностойкости. Одновременно вдоль линий сплавления за счет закалки на аустенит образуется надежное, прочное сцепление однородной дисперсной структуры аустенитного металла шва с мелкозернистой бейнитной структурой свариваемого металла.
Бесплатно
Статья научная
По результатам анализа выявлено, что жесткая привязка поверхности оболочковых деталей обшивок к обводообразующим контурам самолета не позволяет исследовать некоторые свойства поверхностей, связанные с их внутренней геометрией, независимо от самого трехмерного пространства самолета. Если поверхность оболочковой детали обшивок задавать линиями кривизны в качестве сопряженных ортогональных координатных линий, то аналогично можно характеризовать форму обтяжного пуансона через внутреннюю геометрию поверхности оболочки. В этом случае создается ориентируемость поверхности обтяжного пуансона относительно основной линии кривизны по формообразующему контуру, направление которого совпадает с направлением растяжения при обтяжке. Такое совпадение обеспечивает контроль симметричного развития очага деформации, и преимущественного образования зоны пластической деформации в центральной части листовой заготовки. В результате решаются проблемы формообразования обтяжкой оболочковых деталей обшивок, что приводит к равномерному изменению толщины в различных областях листовой заготовки и отсутствию складок и разрыва.
Бесплатно
Роль внедрения цифровых производственных систем на фармацевтическом предприятии
Статья научная
В связи с нарастающим мировым кризисом на фоне пандемии COVID-19, вопрос бесперебойного обеспечение населения лекарствами стал критически важным. В связи с этим внедрение систем управления информацией на фармацевтических предприятиях приобретает особую актуальность. Фармацевтическая промышленность в целом сталкивается с рядом уникальных проблем, включая тщательный контроль со стороны регулирующих органов, сложные методы тестирования и растущее финансовое давление по мере роста конкуренции на рынке. Промышленные предприятия-лидеры оцифровывают основные функции в рамках своих внутренних вертикальных операционных процессов, а также со своими партнерами по цепочке создания стоимости. Одной из систем управления информацией в лаборатории является информационная система LIMS (Laboratory information system). Одним из вызовов при выборе LIMS в фармацевтике является разнообразие лабораторий в компании - комбинаторная химия, скрининг, доклинический и клинический биоанализ, аналитическая химия, производственные НИОКР и контроль качества производства, нуждающиеся в уникальных потребностях и рабочих процессах. По мере развития бизнеса, информационных технологий и нормативно-правовой базы также возрастает роль LIMS в фармацевтической организации. Правильное внедрение данного механизма в работу фармацевтического предприятия поможет сохранить качество продукта, сократить и оптимизировать работу и удовлетворить конечного потребителя и государственные структуры.
Бесплатно
Роль моделей в исследовании пространственных устройств
Статья научная
Показана роль моделей в создании новой группы пространственных механизмов и устройств на их базе, содержащие только вращательные шарниры на стандартных подшипниках качения. Механизмы этой группы были малочисленны и исследовались только теоретически, не были изготовлены не только натурные образцы механизмов, но и работоспособные модели. В этой группе наблюдался существенный разрыв между теорией и практическим использованием пространственных механизмов в технике. Проблема заключалась в том, что в теоретических исследованиях длины смежных звеньев пересекались в одной точке, а в моделях длины теоретические не равнялись длинам по материальным звеньям, они не пересекались в одной точке, в результате звенья не проворачивались. Разработана технология изготовления, как моделей, так и натурных образцов, которая способствовала созданию и развитию нового научного направления теории пространственных механизмов только с вращательными шарнирами. Было образовано более сотни новых механизмов и на их базе разнообразных устройств на уровне изобретений, многие из которых внедрены в технике с разными функциями. Устройства показали высокие технико-экономические показатели во многих технологических процессах и различные функции без переналадок.
Бесплатно
Статья научная
Предложен рычажный привод поступательного движения, который может использоваться в качестве двигателя транспортных средств. Устройство содержит два передаточных рычажных механизмов, состоящих каждый из шатуна, двух пространственных кривошипов со скрещенными под углом осями шарниров и дебалансных грузов, закрепленных на валах ведомых кривошипов. За счет структурного расположения осей шарниров звеньев, ведомые кривошипы с дебалансами имеют встречное неравномерное вращение в пределах одного оборота. В результате образуется инерционная сила, большая при максимальной угловой скорости, чем при меньшей скорости, и приводящая в движение транспортное средство. Величину силы можно регулировать угловыми и линейными параметрами звеньев, частотой вращения и массой дебалансов.
Бесплатно
Статья научная
В работе проведен анализ методов синтеза кривошипно-коромысловых механизмов (ККМ). В развитие метода синтеза, учитывающего характер изменения функции угла передачи ККМ, предложена математическая модель семейства кривошипно-коромысловых механизмов с максимумом функции угла передачи, равным 90о, при угле поворота кривошипа, равном 30о (ККМ-30о). Теоретически установлена область существования ККМ-30о, определяющая условия геометрической проворачиваемости этого семейства механизмов. Приведены примеры практического применения области существования ККМ-30о, зависимостей для угла передачи при анализе геометрических параметров таких механизмов.
Бесплатно
Сетецентрическая модель управления на базе корпоративной информационной системы
Статья научная
В современном мире информационные и коммуникационные технологии очень тесно интегрированы для формирования комплексных решений для бизнеса. Цифровая модель управления производственными процессами включает в себя применение сетевых подходов для мониторинга и управления. Исследования перспектив и возможностей группового сетецентрического управления промышленными процессами проведены в рамках корпоративной информационной среды цифровых платформ ЕКР и PLM-систем, которые интегрируют комплексные цифровые сервисы для обработки информации.
Бесплатно
Синтез и магнитные свойства композитных пленок Zn3As2 - MnAs
Статья научная
Целью работы было получение тонких ферромагнитных пленок с температурой Кюри выше комнатной, перспективных для устройств спинтроники. Композитные пленки Zn3As2 - MnAs, состоящие из частиц размером 2-3 нм, были получены методом вакуумно-термического испарения на кремниевых и лейкосапфировых подложках. В качестве прекурсора использовались сплавы композита, полученные путем прямого сплавления диарсенида цинка с марганцем. Пленки имели толщину 0,7-0,9 мкм и состояли из глобул размером 5-150 нм. Распределение Zn, As и Mn было равномерным. Глобулы состояли из магнитных кластеров, размеры которых были установлены с помощью методов АСМ, МСМ и уточнялись с помощью малоуглового Х-рассеяния. Исследование магнитных свойств показало, что пленки являются мягкими ферромагнетиками и имеют температуру Кюри выше комнатной (~ 320 ° K).
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрена проблема синтеза оптимального управления двухстадийным процессом полимеризации в автоклаве композитной конструкции с геометрией типа открытой оболочки переменной толщины. Синтезируемый закон управления температурным режимом должен исключить преждевременное отвердевание поверхности полимеризуемого препрега, возникновение областей обедненных и переобогащенных связующим, его ненадлежащее отверждение и неравномерность степени полимеризации в теле формуемой конструкции для максимального снижения остаточных напряжений и вызываемых ими деформаций. Поставленная цель достигается обеспечением однородности температурного поля и степени полимеризации во всем объеме препрега в течение всего цикла формования. Предлагаемый подход, включающий формулировку задачи полимеризации, ее конечно-элементную реализацию, определение корректных значений периодов нагрева и изотермической выдержки в результате решения задачи оптимизации, иллюстрируется на примере детали, имеющей геометрию типа открытой оболочки. Задача синтеза оптимального управления формулируется как задача многокритериальной оптимизации, где целевыми функционалами, подлежащими минимизации, являются вариация температуры и степени полимеризации в теле формуемой композитной конструкции при ограничениях, накладываемых термокинетическими свойствами препрега и требованиями производства. Процедура многокритериальной оптимизации, основанная на подходе Парето, и средства визуализации ее результатов позволяют оценить достижимые при заданных ограничениях показатели качества процесса, определить параметры закона управления, обеспечивающие эти показатели и принять экспертное решение о выборе наиболее приемлемого закона управления при наложенных ограничениях.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся результаты анализа влияния параметров технологического процесса селективного лазерного сплавления (угол наклона относительно платформы построения и толщина слоя) на параметры качества изделия (шероховатость). Приводятся диаграмма Исикавы и пирамида качества, позволяющие выделить основные компоненты системы менеджмента качества аддитивного производства.
Бесплатно
Система планирования и подготовки аддитивного производства
Статья научная
В статье приводятся результаты анализа модели планирования и подготовки аддитивного производства путем определения оптимальных технологических режимов селективного лазерного плавления отечественных порошковых материалов, обеспечивающих требуемое качество, свойства поверхности и размерную точность, минимальную себестоимость производства.
Бесплатно
Снижение влияния человеческого фактора на состояние техносферной безопасности
Статья научная
Определены факторы, определяющие состояние техносферной безопасности, в зависимости от характеристик и возможностей человека. К способам снижения этого влияния относятся профессиональный отбор, воспитание профессионально значимых качеств, профессиональная подготовка, установление рационального режима труда и отдыха, формирование системы мотивации к безопасному труду. Предложены модели, позволяющие оптимизировать эти процессы.
Бесплатно
Статья научная
В статье освещены некоторые результаты теоретических (расчетных) исследований газодинамических параметров потока выхлопных газов внутри глушителя системы выпуска дизель-генератора, а также результаты экспериментального исследования виброакустических параметров глушителя. Результаты исследований использованы в ходе разработки новой конструкции глушителя. Проведена сравнительная оценка виброакустических параметров «пустой» камеры глушителя и камеры с новыми конструктивными элементами, обеспечивающимилинеаризациюпотока выхлопных газов.
Бесплатно
Совершенствование гидравлического рабочего оборудования дорожно-строительных машин
Статья научная
В представленной статье приведено решение задачи максимального использования потенциала гидравлического экскаватора, путем разработки конструкции грузоподъемного механизма. Данная конструкция содержит дополнительный механизм, позволяющий изменять параметры грузоподъемного механизма в зависимости от вида рабочего оборудования.
Бесплатно
Совершенствование логистических процессов производства фланцевых уплотнителей
Статья научная
Статья посвящена совершенствованию производственной логистики по выпуску фланцевых уплотнителей на ООО «КомплектСервис». В рамках исследования рассмотрены и проанализированы технологические особенности производственной системы предприятия, а также изучены ключевые показатели эффективности деятельности основных бизнес-процессов. Разработана корреляционно-регрессионная модель совершенствования логистических процессов производства фланцевых уплотнителей, на основе которой предложены мероприятия для повышения эффективности ООО «КомплектСервис». В ходе исследования определены ключевые проблемы логистической деятельности предприятия, в том числе избыточные запасы, лишние логистические операции, простой оборудования по причине перепроизводства продукции. Следовательно, в производственной системе имеются большие резервы для повышения рентабельности и конкурентоспособности предприятия.
Бесплатно
Совершенствование метода анализа видов и последствий риска несанкционированного отбора газа
Статья научная
В статье приводятся результаты развития метода FMEA-анализа на примере несанкционированного отбора газа. Улучшения метода основаны на классификации субъективных факторов и объективных предпосылок, которые влияют на оценку частоты возникновения, оценку вероятности обнаружения и на оценку значимости последствий при проведении анализа рисков. Кроме того, в качестве оценки влияния факторов и предпосылок использован Дом качества. Результаты, приведенные в статье, могут быть рассмотрены для других областей с соответствующим изменением классификатора, зависимостей и результатов экспертной оценки. Статья может быть интересна специалистам, применяющим FMEA в своей практической деятельности, а также аспирантам и ученым в области менеджмента качества продукции.
Бесплатно
Совершенствование методики расчёта потребных сил зажима заготовок в изменяющихся условиях обработки
Статья научная
Изменяющиеся условия характерны для современных многофункциональных станков с ЧПУ при обработке в рамках выполнения одной технологической операции с одного установа закреплённой в приспособлении заготовки различными инструментами в нескольких её позициях. В процессе обработки заготовка претерпевает существенные изменения своих геометрических размеров, её жёсткость также изменяется. В результате возникают упругие деформации, приводящие к снижению точности обрабатываемых поверхностей. С целью получения требуемой точности при изготовлении детали необходимо управлять силой зажима. Но для этого сначала должна быть определена потребная сила, которая затем обеспечивается механизмом зажима. В типовой для станков с ЧПУ правой системе координатных осей предложен обобщённый вид уравнений равновесия действующих в пространстве на абсолютно твёрдую заготовку активных сил и моментов сил, в которых направления их действия выражены переменными направляющими косинусами, а реакция опоры является потребной силой зажима. В отличие от существующих в настоящее время представлений учитывается, что согласно закону независимости действия сил каждая из них вносит свой вклад в величину искомой силы зажима. Сила зажима является результирующей силой, составленной как из полной реакции опоры, так и из пар сил, возникающих от действия на опору моментов сил. На примере фрезерной и токарной обработки заготовки, закреплённой соответственно в машинных тисках и в трёхкулачковом патроне, приведена общеизвестная, но не применяемая в полном объёме при расчёте приспособлений методика, связанная с особенностями определения действующих на заготовку сил резания, трения, зажима и места их приложения. При этом показано, что в ряде случаев целесообразно для упрощения решения действующую на обрабатываемую заготовку систему сил заменять эквивалентной системой. В расчётную схему и в уравнения равновесия введены не только расстояния от места приложения активных сил до места закрепления заготовки, но и (в зависимости от условий обработки) размеры, относящиеся либо к зажимным элементам приспособления, либо к закрепляемым поверхностям заготовок. Соотношения между этими размерами оказываются вполне определёнными коэффициентами при силах резания, являющимися частью (или одним из сомножителей, зависящим от несовершенства расчётной схемы) субъективно назначаемого и изменяющегося в широких пределах коэффициента запаса.
Бесплатно
