Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
В статье показана область применения финишной абразивной обработки, обеспечивающая точность размеров и формы поверхности, кроме того обеспечивается оптимальная шероховатость округлой формы неровностей и небольшим упрочнением.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты физического и математического моделирования воздействия пожара на трубопроводную систему технологической установки. Изготовлена экспериментальная установка, представляющая собой обвязку колонного аппарата, выполненную с соблюдением геометрических пропорций реальной системы. Имитацию пожара осуществляли за счет горения смеси керосина и дизельного топлива. Использование тепловизора позволило фиксировать во времени изменение температуры во всех элементах трубопроводной системы. Результаты физического эксперимента использовали для уточнения начальных условий при моделировании этого процесса методом конечных элементов в среде ПК ANSYS. Модельные эксперименты выявили закономерности изменения напряженно-деформированного состояния трубопроводной системы при различных условиях горения и тушения пожара пролива.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматривается процесс формирования автоматизированного рабочего места (АРМ) технолога в контексте системы технологической подготовки производства. Основное внимание уделяется необходимым функциональным требованиям, а также возможностям интеграции современных информационных технологий и программного обеспечения для оптимизации работы технологов. Автоматизированное рабочее место должно обеспечивать удобный доступ к данным о материалах, технологиях, а также предлагать инструменты для мониторинга и управления производственными процессами. Проанализированы существующие решения в области автоматизации, а также требования к пользовательскому интерфейсу, позволяющему сократить время на выполнение рутинных задач и повысить общую эффективность работы. В процессе исследования было выявлено, что правильная настройка АРМ способствует снижению затрат и увеличению производительности. Также представлена методика проектирования АРМ, включающая этапы разработки, тестирования и внедрения системы в производственный процесс, а также критерии оценки его эффективности. Результаты работы будут полезны как для практиков, стремящихся к внедрению автоматизации, так и для научных сотрудников, занимающихся вопросами оптимизации технологических процессов.
Бесплатно
Формирование геометрических характеристик коротких отверстий в продольном сечении при хонинговании
Статья научная
Использование хонингования при финишной обработке отверстий для цилиндропоршневых систем позволяет обеспечить высокую геометрическую точность обрабатываемых поверхностей и сформировать микрорельеф в виде поперечных царапин, обеспечивающих удержание и циркуляцию масла при эксплуатации. Основные выходные параметры процесса хонингования, характеризующиеся точностью геометрической формы и шероховатостью обработанной поверхности, а также производительностью обработки и стойкостью брусков, зависят от сочетания технологических, кинематических, силовых и масштабно-геометрических факторов. Как показал анализ опубликованных результатов исследований выбор параметров процесса хонингования для обеспечения точности геометрической формы отверстия в продольном сечении базируется на эмпирических методах, полученных для конкретных условий хонингования и не может быть использован в других условиях без проведения необходимых теоретических обоснований. В связи с этим была разработана модель образования погрешностей геометрической формы коротких отверстия в продольном сечении при хонинговании по схеме обработки с перекрытием зон обработки по длине отверстия, построенная на учете масштабно-геометрических факторов, включающих соотношение размеров хонинговального бруска, длины отверстия, хода хонинговальной головки, а также соотношения скоростей поступательного и вращательного движений и силового воздействия в зоне обработки. Для получения аналитических зависимостей, оценивающих отклонения геометрической формы, были рассмотрены условия съема металла, величина которого принималась пропорциональной перемещению отдельных точек бруска относительно выбранной точки обрабатываемой поверхности и величине давления. С этой целью были построены графики функций распределения перемещений и изменения давлений в зависимости от координаты расположения точки на образующей обрабатываемого отверстия. Полученные аналитические зависимости подтвердили потенциальное появления погрешности формы в виде бочкообразности, и позволили оценить влияние длины хонинговальных брусков, величины перебега и соотношения поступательной и вращательной скоростей на их величину.
Бесплатно
Статья научная
В связи с переходом на обслуживание технологического оборудования по фактическому состоянию актуальным является контроль развивающихся дефектов в процессе его эксплуатации. Однако, оценка уровня развития дефекта затруднена в связи с недоступностью к месту его формирования без существенной разборки оборудования. В связи с этим возникает проблема оценки уровня развития дефекта по уровню возникающих упругих волн, распространяющихся по корпусным деталям. В статье предложена модель формирования вибрационного сигнала в опоре качения шпинделя металлорежущего станка для дефекта в виде выкрашивания на дорожке качения наружного кольца подшипника. При наличии дефекта нарушается баланс сил упругой деформации в зоне контакта шарика с дорожками качения наружного и внутреннего колец. В результате шарик наносит удар по дорожке качения наружного кольца. Оценивая эффект от удара коэффициентом восстановления скорости, на основе закона сохранения энергии при ударе получено выражение для кинетической энергии, переходящей во внутреннюю энергию, затрачиваемую на деформацию поверхности наружного кольца подшипника. Считая, что указанная кинетическая энергия полностью переходит в потенциальную энергию упругой деформации поверхностного слоя, определена амплитуда упругой волны в зависимости от соотношения размеров дефекта.
Бесплатно
Статья научная
В статье определяется число циклов выпуска изделий, обеспечивающего максимальную величину снижения товарных запасов при реализации заказа по каждой модели автомобиля с наибольшей адаптацией к изменению потребительского спроса.
Бесплатно
Статья научная
Авторами предложены модели участников послепродажного обслуживания гражданской авиационной техники и их взаимодействия, сформированы потоки данных между предложенными моделями. При помощи предложенных моделей и потоков данных создан алгоритм автоматизации процессов технического обслуживания и ремонта авиационной техники. На основе алгоритма и моделей созданы интерфейсные решения автоматизации процессов послепродажного обслуживания авиационной техники.
Бесплатно
Формирование поверхности при плоском шлифовании
Статья научная
В статье приводятся результаты исследования процесса шлифования в условиях ограниченной жесткости ТС. Установлено, что в направление поперечной подачи может существенно влиять на процесс, поэтому необходимо обеспечивать работу всей поверхности шлифовального круга. Кроме этого, целесообразно провести модернизацию станков, позволяющих более эффективно их использовать. С этой целью предлагается применять станки с ЧПУ, оснащенных быстродействующими жесткими приводами подач, что позволит более существенно увеличить эффективность предлагаемых мероприятий. Показано, что наибольшая эффективность процесса плоского шлифования может быть достигнута при использовании адаптивной системы управления
Бесплатно
Другой
Работа посвящена анализу возможностей упрочнения поверхностного слоя хромистых сталей с использованием короткоимпульсного лазерного излучения. Экспериментально показана возможность использования лазера с наносекундной длительностью импульсов для создания микроскопических областей с заданным концентрационным распределением легирующих элементов по глубине зоны воздействия.
Бесплатно
Формирование функционала оптимизации параметров многофакторного режима упрочнения металлопокрытий
Статья научная
Строится и исследуется нелинейная многомерная регрессионно-тензорная модель в обосновании (необходимые и достаточные условия) оптимального многофакторного физико-химического процесса упрочнения металлопокрытий. Предложена робастно-адаптивная стратегия рационального формирования целевого функционала физико-механического качества металлообработки. Результаты могут стать методологической основой для создания автоматизированного проектирования технологий упрочнения поверхностей сложных композитных металлоизделий на базе комплексных трибологических испытаний.
Бесплатно
Формообразование листовых деталей с криволинейными бортами давлением эластомера
Статья научная
В статье авторы представляют метод стесненного изгиба листовых деталей с криволинейными бортами эластичной средой. Приводят описание процесса стесненного изгиба и схему проведения эксперимента. Изготовление детали осуществляется за два перехода, в результате первого перехода получается деталь с утонением в радиусной части. При втором переходе, на оснастке сниженной высоты, вначале формируется волна избыточного материала в радиусной зоне, которая осаживается на контур оправки с набором толщины. Приведены этапы формоизменения полуфабриката. Проведенный эксперимент показал осуществимость стесненного изгиба криволинейных бортов, измерения толщины стенки показали, что в результате второго перехода образуется утолщение стенки детали. Проводится конечно-элементное моделирование стеснённого изгиба для исследования влияния превышения борта на утолщение в зоне гиба. Проведены численные исследования происходящих деформационных процессов. Приведен пример диаграммы изменения толщины детали для различных этапов деформирования в результате проведенных численных исследований. Установлена зависимость превышения высоты борта с потерей устойчивости при формообразовании. Приведены примеры дефектов - складок.
Бесплатно
Формообразование поверхности отверстия при обработке брусками (центробежное хонингование)
Статья научная
Изложена методика расчета периодической погрешности обработки (ППО) отверстия после центробежного хонингования.
Бесплатно
Формообразование ступицы при осадке заготовки в подкладном кольце
Статья научная
Проведено компьютерное моделирование процесса осадки цилиндрической заготовки на подкладном кольце в программном комплексе Deform 2D/3D. Установлено влияние степени деформации, относительных размеров заготовки, величины внешнего трения, относительных размеров отверстия в подкладном кольце, ковочного угла и радиуса закругления кромки на характер формообразования ступицы. С увеличением степени деформации установлен рост высоты ступицы по закону экспоненты. Чем ниже относительная высота заготовки H0 /D0, тем выше высота ступицы. Внешнее трение способствует формообразованию более высокой ступицы, чем при осадке заготовки при отсутствии внешнего трения. При увеличении относительных размеров отверстия в подкладном кольце d0 /D0 наблюдается заметный рост высоты ступицы. При больших степенях деформации величина радиуса закругления кромки отверстия не оказывает влияния на формообразование ступицы. С увеличением ковочного угла с 1º до 6º высота ступицы возрастает в пределах (12 - 18) %.
Бесплатно
Формообразующие контуры токарных операций
Статья научная
Излагаются варианты моделей формообразующих контуров, их сущность и условия применяемости при анализе точности токарных операций.
Бесплатно
Статья научная
Текущие тенденции развития экономики и промышленности требуют от компаний не только оптимизации имеющихся ресурсов и процессов, но и применения инновационных подходов и технологий для управления производственными системами. В результате чего повышение эффективности производства является приоритетной целью и требует от всех заинтересованных сторон постоянного и непрерывного развития. Организации стремятся повышать собственную эффективность разными способами, позволяющими повысить эффективность производственных систем для поддержания конкурентоспособности на рынке. В статье рассмотрена функциональная перестройка производственных структурных подразделений коммерческой компании. В рассматриваемой организации использован инновационный подход к управлению производственной системой, а именно, разделение производственной системы на четыре подразделения с разграничением по видам работ. Представлено описание анализа влияния реорганизации на эффективность работы компании, производительность и конкурентоспособность. После проведенной реорганизации в группе компаний существенно улучшилась производительность труда. Каждый отдел теперь занимается теми задачами, которые наилучшим образом соответствуют его компетенциям. Такая реорганизация позволила также усовершенствовать процесс взаимодействия между сотрудниками, что позволяет избежать дублирования функций и сосредоточиться на выполнении ключевых задач. В итоге результатом стало укрепление конкурентоспособности компании на рынке и увеличение количества успешно выполненных проектов и, соответственно, удовлетворенных заказчиков. Следует отметить улучшение экономической составляющей деятельности компании, выраженной в стабильном увеличении как выручки и валовой прибыли, так и рентабельности продаж. В заключении отмечается важность использования инновационных подходов к организации и управлению производством в целях оптимизации бизнес-процессов с сохранением конкурентных преимуществ на рынке. Открытость к новым идеям и использование инновационных подходов - это ключевые факторы успешного развития современных компаний.
Бесплатно
Цифровая платформа «Гарантир качества»
Статья научная
В статье предлагается цифровая платформа «Гарантир качества», предназначенная для построения интеллектуальных ворот качества на основе активного использования технологий машинного зрения. Предложенное аппаратно-программное решение реализует современные принципы рациональной комбинации алгоритмического подхода, баз знаний и элементов искусственного интеллекта для совершенствования системы организации производства. Гарантир качества содержит компоненты, обеспечивающие визуальный контроль соответствия продукции заданным параметрам, идентификацию несоответствий, дефектов и брака, сбор и обработку информации о текущем качестве выпускаемой продукции в рамках специализированного ситуационного центра, интегрированного с PDM и ERP системами предприятия. Проектирование новой системы визуального контроля качества состоит в планировании трека контроля и проектировании образцов качества таким образом, чтобы минимальными средствами машинного зрения обеспечить покрытие ключевых узких мест. Для построения и настройки отдельных треков контроля и образцов качества могут быть использованы статистические данные и результаты видеосъемки производственных операций, выполняемых высокопрофессиональными исполнителями. Реализация платформы на практике проиллюстрирована двумя аппаратно-программными комплексами для контроля результатов механической обработки в машиностроении и контроля внутренних отверстий с помощью видеокамеры-эндоскопа. Цифровая платформа «Гарантир качества» позволяет расширить области применения систем машинного зрения на основе искусственных нейронных сетей для контроля качества производственных процессов.
Бесплатно
Цифровая трансформация как драйвер ресурсосберегающего развития нефтехимического сектора экономики
Статья научная
Переход российской экономики к вектору устойчивого развития сопровождается отрицательным внешним эффектом промышленного производства, который проявляется в высокой интенсивности загрязнения окружающей среды, нерациональном ресурсопотреблении и нанесении урона здоровью и интересам общества. Индустрия 4.0 представляет интерес в рамках решения данной проблемы, поскольку инструменты автоматизации и цифровизации способны рационализировать расходы ресурсов, и, соответственно, решать проблемы изъятия природных ресурсов и нарушения экологической обстановки в городах, регионах, странах. Данная проблема обусловила выбор темы и способствовала определению цели нашего исследования, которая заключается в выявлении связей между цифровой трансформацией нефтехимической промышленности и ресурсосбережением на предприятиях отрасли. Методами исследования выступили визуализация процессов, методы первичной (построение диаграмм) и вторичной (экономико-математическое моделирование в формате уравнений множественной регрессии) обработки данных. Результатами исследования являются следующие пункты: предложена принципиальная схема блокчейн-платформы взаимодействия двух звеньев цепи поставок химических реагентов, которая визуализирует процесс информационного обмена, заложенного в основу работы системы SenSef. В результате динамического анализа выявлены позиции нефтехимических производств относительно ресурсосберегающей траектории развития и с учетом активности цифровизации процессов, что в целом свидетельствует о концентрации управленческих решений, в первую очередь, на энергосбережении, а также на рационализации использования свежей воды предприятиями отрасли. На основе экономико-математического моделирования (представленного совокупностью уравнений зависимости ресурсопотребления от цифровых факторов) определены драйверы энерго- и водосбережения на предприятиях обрабатывающего сектора и нефтехимических предприятиях. Предложены приоритетные с точки зрения ресурсосбережения инструменты, автоматизация и мониторинг которых обеспечат развитие отрасли вдоль траектории устойчивого развития. Практическая значимость полученных результатов заключается в обеспечении возможностей рациональной организации нефтехимических производств за счет комплекса драйверов ресурсосбережения (в частности цифровизации).
Бесплатно
Цифровизация организационной структуры управления производственным предприятием
Статья научная
В статье рассматривается проблема поиска рациональной доли искусственного интеллекта в организационной системе производственного предприятия. Предложена оригинальная формально-логическая модель смешанной интегрированной информационной среды цифрового предприятия, отличающаяся от аналогов возможностью онтологического описания процессов взаимодействия персонала и систем искусственного интеллекта. На основе предложенной модели разработана методика оптимального замещения кадрового обеспечения киберфизических систем компонентами искусственного интеллекта, позволяющая реализовать балансировку загрузки человеческих ресурсов и интеллектуальных систем. Предложенные разработки могут быть применены в организации производственного процесса предприятий для планирования и управления, а также внедрения новых технологий и искусственного интеллекта. Результаты работы рекомендуются в рамках реализации концепции Индустрии 4.0 на научно-производственных предприятиях машиностроения.
Бесплатно
Цифровые двойники как инструмент мониторинга производственных процессов в индустрии 4.0
Статья научная
В статье представлено описание трендов применения цифровых технологий в производственных процессах в промышленном комплексе российской экономики в условиях индустрии 4.0. В частности, проведен динамический анализ внутренних затрат на развитие цифрового производства; представлены структура затрат на развитие цифрового производства и структура использования цифровых технологий на предприятиях промышленного производства; выявлены тренды доли промышленных организаций, использующих специальные программные средства по управлению производством - CRM, ERP, SCM - системы, системы автоматизированного управления производством, системы проектирования производственно-технологических процессов. Цель статьи заключается в обобщении направлений развития индустрии 4.0 в сфере промышленного производства российской экономики с акцентом на возможности и перспективы совершенствования технологий использования цифровых двойников как инструмента мониторинга процесса производства в цепочках создания стоимости продукции. Особое место в статье отведено анализу и перспективам внедрения в промышленном комплексе цифровых двойников и цифровых теней, как инструментов мониторинга на стадиях проектирования изделия и последующего его производства и эксплуатации. Представлена обобщенная схема использования инструментов мониторинга производственного процесса с применением программно-технологической платформы. По результатам исследования сделаны выводы: во-первых, в российской промышленности отмечается ежегодный рост использования цифровых технологий по всех этапах жизненного цикла изделий, в том числе в рамках интегрированных цепочек создания добавленной стоимости; во-вторых, цифровые технологии в настоящее время используются как необходимый инструмент для повышения конкурентоспособности промышленного производства, повышения его ресурсоэффективности, гибкости, точности и оперативности принимаемых управленческих решений; в-третьих, решающее значение в ближайшее время будут иметь интегрированные платформенно-технологические решения, позволяющие создавать сквозные физические и информационные потоки, направленные на формирование и развитие передовых производств и технологий в промышленном комплексе.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены результаты моделирования методом конечных элементов процесса извлечения абразивных зерен из смазочно-охлаждающей жидкости при её очистке с применением программного продукта ANSYS Fluent. При этом получены: форма свободной поверхности тонкопленочного течения жидкости в поле центробежных сил, распределение скоростей потока, траектории движение твердых частиц в потоке жидкости и в воздушной среде при выходе из потока в зависимости от величины их диаметра от 1 до 100 мкм.
Бесплатно
