Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Влияние технологии изготовления на остаточные напряжения и сопротивление усталости зубчатых колёс
Статья научная
Проведено исследование влияния технологии изготовления зубчатых колёс на величину остаточных напряжений в поверхностном слое впадин зубьев шестерён. Оценка влияния остаточных напряжений на приращение предела выносливости проводилась по критерию среднеинтегральных остаточных напряжений. Результаты исследования подтверждены испытаниями на усталость.
Бесплатно
Статья научная
Исследовалось влияние толщины упрочнённого поверхностного слоя при опережающем поверхностном пластическом деформировании на предел выносливости полых цилиндрических образцов из стали 20 диаметром 25 мм с отверстием диаметром 15 мм с круговыми надрезами полукруглого профиля трёх радиусов: R = 0,3 мм, R = 0,5 мм, R = 1,0 мм. Различная толщина упрочнённого поверхностного слоя создавалась пневмодробеструйной обработкой и обкаткой роликом на двух режимах. Установлено, что с увеличением радиуса надреза сжимающие остаточные напряжения в опасном сечении образцов уменьшаются, в результате чего уменьшается предел выносливости. Для сохранения эффекта упрочнения в случае опережающего поверхностного пластического деформирования при увеличении глубины надреза следует увеличивать толщину упрочнённого поверхностного слоя детали.
Бесплатно
Влияние точности расположения поверхностей на износ и ресурс работы соединения
Статья научная
Выполнен анализ характера износа соединения на примере вал - втулка при различных погрешностях расположения их поверхностей. Приведена методика расчета ресурса работы цилиндрического соединения.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведены результаты исследования влияния вынужденных ультразвуковых колебаний различного направления на шероховатость и деформационное упрочнение поверхностного слоя нарезаемой резьбы.
Бесплатно
Влияние условий транспортировки на качество литейного кокса
Статья научная
В статье приводятся результаты исследований по установлению влияния нагрузок и влажности окружающей среды при транспортировке на качество литейного кокса. Для оценки разрушения литейного кокса в процессе транспортировки были проведены испытания, моделирующие условия транспортировки в железнодорожных вагонах литейного кокса классов крупности 40-60 мм и 60-80 мм. Исследования влияния условий окружающей среды на влажность литейного кокса проводили при условиях хранения на открытом воздухе образцов классов крупности 40-60 мм, 60-80 мм, 80 мм и более. Установлено, что на разрушение литейного кокса при транспортировке влияет зольность и прочность, причем снижение зольности и повышение прочности приводит к росту истираемости литейного кокса на 27,8 % для кокса класса крупности 40-60 мм и на 41,3 % - для кокса класса 60-80 мм. Наиболее чувствительным к изменению влажности при транспортировке является также литейный кокс класса крупности 60-80 мм - увеличение влаги в литейном коксе класса крупности 60-80 мм в среднем на 26 % больше, чем в коксе классов крупности 40-60 мм и 80 мм и более.
Бесплатно
Влияние эффекта диффузии и кумуляции поля на магнитно-импульсный обжим труб малого диаметра
Статья научная
Рассмотрены особенности обжатия трубчатых заготовок давлением импульсного магнитного поля в условиях слабого скин-эффекта и проявления эффекта магнитной кумуляции. Показано увеличение напряженности на внутренней стенки трубчатой заготовки малого диаметра относительно случая плоской волны магнитного поля и возникновение значительной кумуляции просочившегося магнитного поля при свободном обжатии труб малого диаметра, препятствующей их деформации. Представлены результаты экспериментальных исследований процесса магнитно-импульсного пережатия трубчатых элементов малого диаметра. Показана необходимость учета влияния и минимизации эффекта кумуляции магнитного поля. Кумуляция просочившегося внутрь трубчатой оболочки импульсного магнитного поля не позволяет обеспечивать смыкание стенок труб в операциях магнитно-импульсного пережатия труб малого диаметра.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложена модель оптимизации производственных процессов в водно-ресурсных системах целлюлозно-бумажного производства, которая основана на автоматизации принятия управленческих решений с использованием технологий Интернета вещей. Применение данной концепции позволяет существенно минимизировать потребление свежей воды за счет внедрения автоматизации процессов, сократить объем сточных вод, что в свою очередь снижает негативное воздействие на окружающую среду, сохраняя при этом высокое качество продукции и экономическую эффективность. Основной новизной исследования является интеграция передовых технологий, таких как машинное обучение и интернет вещей, с динамическим управлением водными ресурсами, что позволяет учитывать экологические, экономические и технологические аспекты в единой системе. Предложенный алгоритм машинного обучения для обнаружения утечек воды в системе водоотведения, основанный на данных, полученных от Интернета вещей, позволяет оптимизировать процессы, связанные с использованием воды на всех этапах жизненного цикла производства. Это создает более рациональную и эффективную систему управления водными ресурсами и помогает предотвратить потенциальные аварии на всех этапах технологического процесса изготовления продукции.
Бесплатно
Статья научная
В 2025 году российская инжиниринговая компания «Уральский инжиниринговый центр» (УрИЦ) отметит свой 30-летний юбилей. За годы своей деятельности УрИЦ зарекомендовал себя как ведущий разработчик промышленного оборудования и инжиниринговых решений, многие из которых не имеют аналогов в мире. Компания специализируется на создании современных систем электрогидропривода и автоматизации производств, что позволяет достичь нового уровня управляемости промышленным оборудованием. В последние пять лет УрИЦ активно сотрудничает с Самарским университетом. Целью данного партнерства стало создание высокоэффективной автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП) для растяжно-обтяжных прессов после их технического перевооружения. Результаты модернизации двух отечественных прессов продольного действия РО-630 (2022 год) и РО-3М (2024 год), а также одного зарубежного пресса поперечного действия FEKD французской фирмы АСВ (2025 год) на Казанском авиационном заводе ярко демонстрируют инновационный потенциал совместной работы УрИЦ и Самарского университета. Модернизация прессов сопровождалась введением в систему управления промышленного компьютера, комплекта контрольно-измерительных приборов, обратных связей по координате, скорости и усилию для основных исполнительных механизмов пресса и полной визуализации параметров работы на АРМ оператора. Самарский университет разработал программное обеспечение, интегрированное с российской CAD-системой КОМПАС-3D. Данное программное обеспечение позволяет работать через графический интерфейс с виртуальными моделями прессов, точно моделируя их кинематику и выгружая данные в российскую CAE-программу QForm для расчета процесса формообразования обтяжкой методом конечных элементов. Для воспроизведения функционирования каждого виртуального пресса был разработан независимый компилируемый программный модуль (плагин) вариативного типа, получивший название «AviaForm». Совместный проект УрИЦ и Самарского университета «Модернизация растяжно-обтяжного пресса усилием 630 тонн» стал бронзовым призером конкурса 2024 года в номинации «Лучшая коммерциализация исключительных прав на объекты патентных прав». Проект также был удостоен диплома лауреата на международной выставке «Металл-Экспо 2023». Модернизированный на Казанском авиационном заводе пресс РО-630 стал первым отечественным растяжно-обтяжным оборудованием с программным управлением, который по некоторым параметрам превосходит обтяжной пресс FEL французской фирмы «АСВ». Уральский инжиниринговый центр успешно выполнил модернизацию последующих растяжно-обтяжных прессов РО-3М и FEKD. Получены два совместных патента на способы формообразования обтяжкой и государственная регистрация плагина AviaForm. Уровень разработки программного обеспечения считаем инновационным, комплексным и своевременным для авиационной отрасли и полностью соответствующим концепции цифрового заготовительно-штамповочного производства по схеме: «модель-представление-контроллер» (Model-View-Controller, MVC), применяемой при построении компьютерных информационных систем.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся аргументы в пользу внедрения современных информационных технологий в организации производства, в частности, в охране труда и обеспечении безопасности на производстве. Существует множество программных продуктов для автоматизации деятельности специалистов по охране труда на производстве, однако они либо не обеспечивают полноценный интерфейс, который бы позволил защитить сотрудника от несчастных случаев, либо используют аппаратные средства отслеживания, запрещённые на производстве. На данный момент российский рынок не имеет полную функционирующую систему для охраны труда сотрудников (аппаратная и программная части), которая бы отслеживала координаты сотрудника, отображала местоположение работников на экране автоматизированного рабочего места охраны труда и оповещала о возможных нарушениях границ опасных зон. Была поставлена и реализована задача по созданию приложения для контроля передвижения работников на предприятии. Описан алгоритм реализации данной функции системы управления охраной труда за счет использования метода бесконтактной передачи данных посредством радиочастотных волн (RFID). Автоматизация производства, ускорение его операций с помощью RFID - более эффективны и менее рискованны с точки зрения масштабных технологических и социальных последствий. Более того, RFID-метки включают более широкий перечень информации и позволяют увеличивать скорость ее обработки. Для проектирования приложения была использована популярная методика - IDEF3. Диаграммы IDEF3 даёт представление о временной зависимости протекаемого процесса. Приведены средства разработки приложения, описаны их возможности. При создании frontend-части приложения были использованы следующие средства: JavaScript, TwoJS, HTML, SCSS, Parcel. Для эмулирования backend-части используется база данных, созданная с помощью Google Firebase. При проектировании архитектуры приложения используются парадигма из 5 основных принципов (SOLID), методика разработки программного кода (TDD) и парадигма программирования, раздел дискретной математики (FP). Представлен основной графический интерфейс пользователя с описанием функциональных возможностей. Автоматизированная система имеет следующий функционал - мониторинг сотрудников, регулирование доступа сотрудников, оповещение при нарушениях. В дальнейшем данную систему можно модернизировать, расширяя функционал, тем самым повышая эффективность отдела охраны труда на производстве.
Бесплатно
Статья научная
Изучено влияние импульсных магнитных полей (ИМП) с различными значениями напряженностей магнитного поля H, частоты разрядного контура f, количества импульсов n на дермальные фибробласты in vitro. Созданы специализированная магнитно-импульсная установка «МИУ-Био», измерительный стенд для создания и контроля заданных параметров ИМП. Проведено четыре серии экспериментов с продольным и поперечным воздействием ИМП при напряженности магнитного поля 3,76.106 - 8,7.106 А/м (500 и 1000 Дж) Установлено, что продольное воздействие ИМП в 500 Дж не приводит к гибели клеток и сохраняет их все структурные компоненты, является безопасным для первичных культур фибробластов. При использовании импульсных магнитных полей высокой напряженности (ИМП ВН) 1000 Дж как в продольном, так и в поперечном направлении приводит к нарушению адгезии клеток к культуральному пластику и изменениям в структуре дермальных фибробластов, вплоть до их гибели.
Бесплатно
Воздействие импульсных магнитных полей на объекты, движущиеся с высокими скоростями
Статья научная
В работе представлен результат поискового эксперимента по воздействию импульсного магнитного поля (ИМП) на движущийся с высокой скоростью объект. Подтвержден факт такого воздействия при использовании плоского и цилиндрического индукторов. Описан созданный экспериментальный стенд для регистрации изменения траектории и скорости полета пули, с обеспечением требуемой временной увязки используемой аппаратуры. Даны направления использования ИМП для управления кинематикой различного рода быстро перемещающихся объектов.
Бесплатно
Воздушное канальное охлаждение одновиткового индуктора для магнитно-импульсной обработки металлов
Статья научная
В работе представлены результаты исследования эффективности охлаждения токопровода одновиткового индуктора для магнитно-импульсной обработки материалов, имеющего внутренний канал, воздухом низкой температуры от вихревой трубы, в том числе при использовании эжектора. Экспериментально полученные зависимости показывают, что наибольшая эффективность охлаждения и наибольшая интенсивность охлаждения токопровода одновиткового индуктора достигается при значениях β>1 (отношение площадей проходных сечений диафрагмы и сопла эжектора) при всех исследованных отношениях относительного диаметра диафрагмы вихревой трубы, при неизменной величине давления на ее входе. В результате исследований установлено, что канальное охлаждение токопровода одновиткового индуктора охлажденным воздухом от вихревой трубы обладает достаточно высокой эффективностью при высокой степени безопасности.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены возможности применения лазерной ударной обработки (ЛУО), схемы ее реализации, достоинства метода. Приведены сведения об основных направлениях использования ЛУО, к числу которых относятся создание глубоких остаточных напряжений сжатия, увеличение усталостной прочности, повышение коррозионной стойкости и износостойкости. Сделаны выводы о перспективности использования данной технологии для повышения эксплуатационных характеристик изделий машиностроения из конструкционных сталей.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты численных и экспериментальных исследований кавитационных качеств осевого насоса, работающего на рабочей жидкости - жидкометаллическом свинце. Показано, что методы вычислительной гидродинамики позволяют определить области возможной кавитационной эрозии. Расчетным путем установлены условия отсутствия кавитационной эрозии.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается универсальное бункерное загрузочное устройство для цилиндрических многокомпонентных изделий с неявной асимметрией. Описаны конструкция и параметры захватывающих и ориентирующих органов универсального бункерного загрузочного устройства с радиальными карманами, включающими регулируемый кольцевой ориентатор, и активным ориентированием с помощью копира, расположенного в верхней части бункера устройства. Проведен анализ влияния формы и размеров цилиндрических многокомпонентных изделий на параметры захватывающих и ориентирующих органов универсального бункерного загрузочного устройства, даны рекомендации по их выбору для обеспечения надежного и стабильного функционирования. Описаны условия, при которых универсальное бункерное загрузочное устройство будет обеспечивать наибольшую производительность при захвате многокомпонентных изделий с неявной и явной асимметрией.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводится обзор проблемных вопросов построения системы управления жизненным циклом (СУ ЖЦ) изделий в кораблестроении. Приводится описание вопросов, с которыми могут сталкиваться проектные организации, и пути их решения при формировании единого информационного пространства (ЕИП) СУ ЖЦ, основываясь на опыте работ АО «СПМБМ «Малахит».
Бесплатно
Статья научная
Современные машиностроительные предприятия активно внедряют цифровые технологии на всех этапах технологической подготовки производства. Большое внимание при этом уделяется рациональному выбору вида станочных приспособлений. В данной статье рассматривается модель выбора вида станочных приспособлений в необходимом количестве. В качестве определяющих факторов рассматриваются количество, производительность и виды станочных приспособлений, нормы затрат трудовых и машинных ресурсов, плановый объём деталей и т.д. Модель может быть использована при разработке системы поддержки принятия решения при технологической проработке конструкторской документации.
Бесплатно
Выбор режимов дробеструйной обработки колец по допускаемым деформациям
Статья научная
В статье приводятся результаты исследований контактной выносливости образцов и стендовых испытаний подшипников после различных методов упрочняющей обработки. Показано, что с увеличением интенсивности упрочняющей обработки, оцениваемой по интегральной величине остаточных напряжений, контактная выносливость образцов монотонно возрастает. Однако испытания на образцах не выявили отрицательного влияния деформации колец, обусловленных технологическими остаточными напряжениями, на долговечность подшипников. Зависимость ресурса подшипника от деформации колец имеет оптимальный характер, при котором определяются допустимые деформации и соответствующие им режимы обработки.
Бесплатно
Выбор способа установки заготовки ролика при шлифовании его сферы
Статья научная
Изложена методика выбора способа установки заготовки конического ролика на операции шлифования его сферического торца.
Бесплатно
Статья научная
На основе обзора научной и научно-технической литературы показана перспективность применения технологических процессов алмазного выглаживания, а также выглаживания стальными и твердосплавными шариками и роликами на качество изготовления деталей, выполненных из отливок, штамповок и проката, т.е. из заготовок полученных традиционными методами. Сделано предположение о целесообразности использования данных методов отделочно-упрочняющей обработки при изготовлении деталей из заготовок, полученных с применением аддитивных технологий. Представлена разработанная и изготовленная оправка пружинного типа, оснащенная шариком из подшипниковой стали ШХ15 и предназначенная для выглаживания плоских и криволинейных поверхностей на оборудовании с ЧПУ. Приведены результаты исследования шероховатости криволинейной поверхности образца из жаропрочного сплава на никелевой основе марки ВЖ159, полученного методом селективного лазерного сплавления, до и после выглаживания ее оправкой со стальным шариком, упомянутой ранее, на фрезерном станке 6М13ГН-1 с ЧПУ FMS-3000.
Бесплатно
