Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Вестник Донского государственного технического университета
Статья научная
Введение. Рассматриваются вопросы повышения надежности исследования поведения органических примесей теплоносителя и оперативного контроля их концентраций на ТЭС и ТЭЦ. Выполнен анализ возможных причин появления органических веществ в питательной, котловой воде и в паре энергоустановок. Изучено поведение характерных примесей в жидкой и паровой фазах при высоких температурах. Материалы и методы. Выполнен анализ существующих методов и устройств контроля содержания органических примесей теплоносителя в контурах ТЭС и ТЭЦ. Результаты исследования. Предложены способы совершенствования существующих методов и устройств контроля с учетом их достоинств и недостатков. При контроле процесса термолиза потенциально кислых органических примесей в жидкой и паровой фазах рекомендовано использовать усовершенствованную авторами установку Всероссийского технологического института. При этом кондуктометрический контроль процесса термолиза в паровой фазе при различных температурах на прямоточных котлах следует вести по показаниям кондуктометрического охлаждаемого датчика, размещенного в контролируемом паре. Для упрощения исследования процесса перехода органических примесей из кипящей воды в насыщенный пар предложен метод одновременного измерения удельной электропроводности воды и конденсата пара в охлаждаемом кондуктометрическом датчике. Все это позволит получать объективную информацию о поведении органических примесей в пароводяном тракте энергоблоков, о ходе процесса термолиза и об источниках поступления опасных примесей в котел. Кроме того, с учетом результатов данной работы могут быть расширены возможности исследования поведения потенциально кислых веществ и контроля их содержания в воде и в паре. Обсуждение и заключения. Усовершенствованные устройства контроля могут быть использованы в качестве дополнения к существующим для совместной работы в системах химико-технологического мониторинга энергоблоков. Предложен способ совершенствования систем регулирования режимов работы испарительных установок при термической очистке вод от органических примесей - главным образом с целью снижения содержания потенциально кислых веществ в паре и конденсате установок. Для этого рекомендовано использовать ранее разработанные авторами датчики контроля.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Цель работы — повышение надёжности методов прогнозирования поведения гидроксида лития в пароводяном тракте на ТЭС и АЭС и оперативного контроля водородного показателя паровых растворов. Разработан метод оперативного контроля на основе кондуктометрических измерений водородного показателя паровых растворов ингибитора коррозии конструкционных материалов гидроксида лития, применяемого на ТЭС и АЭС.Материалы и методы. Для практической реализации высокотемпературного оперативного контроля водородного показателя паровых растворов использован метод математического моделирования.Результаты исследования. Разработан метод контроля водородного показателя паровых растворов гидроксида лития, основанный на определении концентрации в паре путём конденсации пара в охлаждаемом кондуктометрическом датчике, размещённом в паровом пространстве парогенератора, что позволило значительно повысить точность определения концентрации гидроксида лития. Предложены уравнения, описывающие изменение предельной молярной эквивалентной электропроводности и констант диссоциации гидроксида лития в широком диапазоне изменения параметров состояния...
Бесплатно
Статья научная
Введение. Лифты в жилых и общественных зданиях относятся к средствам вертикального транспорта и являются сложными электромеханическими устройствами повышенной опасности. Поэтому все стадии их жизненного цикла строго лимитируются нормативными документами. Необходимые уровни безопасности и комфортности обеспечиваются за счет обоснованного выбора основных параметров и постоянного поддержания системы в исправном состоянии. Главными факторами, от которых зависит выполнение нормативных требований в процессе эксплуатации лифтовой установки, являются качество изготовления ответственных узлов, уровень реальной загруженности с учетом фактической величины отработанного ресурса и реализуемая программа технического обслуживания (ТО). В настоящее время при установлении периодичности ТО лифтов не принимаются во внимание такие характеристики, как плотность заселения, уровень силовых нагрузок, реальное время работы лифта и количество включений главного привода. Целью данной работы является научное обоснование концепции и методики разработки программы ТО конкретных лифтовых установок на базе исследований уровня и режима нагружения несущих узлов.Материалы и методы. В работе обосновано использование методики имитационного моделирования для оценки уровня загруженности силовых узлов лифтовой установки и ее кинематических показателей в условиях действия многочисленных случайных воздействий. Разработка показателя, характеризующего комплексный режим работы лифта с учетом совместного влияния уровня отработки ресурса, чистого времени функционирования, числа включений, силовой нагруженности узлов, потребовала применения экспертного метода. Заключительная часть программы исследования - формирование конкретных рекомендаций по периодичности ТО лифтов - выполнена на основе ранжирования частных показателей.Результаты исследования. Особенности действия лифтовой установки заключается в том, что продолжительность обслуживания заявки является функцией многих случайных переменных. Математические модели формирования силовых воздействий базируются на представлении электромеханического лифта как динамической системы с одной степенью свободы. Получены выражения для расчета статических натяжений тяговых канатов и моментов на валу двигателя. Решена задача динамики, определены нагрузки, значения которых являются основой для выполнения имитационного моделирования режимов работы лифтовой установки.Обсуждение и заключения. Обоснование регламента ТО пассажирских лифтов является актуальной задачей, решение которой определяет уровень безопасности и комфортности пассажиров. В настоящее время нормативами на проектирование и эксплуатацию лифтовых установок программы технического обслуживания по частоте проведения не увязываются с уровнем нагрузки и величиной отработки ресурса. В статье дается общая постановка задачи и методика формирования комплексного показателя эквивалентной нагрузки. Приводятся математические модели для расчета силовых и временных нагрузок лифта с учетом характера многочисленных случайных воздействий.
Бесплатно
Способы и технологии электрошлаковой сварки с регулируемым термическим циклом
Статья научная
Введение. Повышение качества и эксплуатационной надежности конструкций энергетического оборудования является актуальной задачей сварочного производства. Её решение возможно на основе разработки или выбора прогрессивных способов и технологий электрошлаковой сварки (ЭШС), устраняющих причины образования трещин отпуска (ТО) в толстолистовых сварных соединениях. Настоящая работа посвящена сравнительной оценке рекомендаций по выбору подобных прогрессивных способов ЭШС. Целями работы являлись решение проблем формирования мелкозернистой, однородной, устойчивой против образования трещин, структуры металла сварного соединения с высокими механическими характеристиками и снижения негативного влияния термического цикла ЭШС на основной металл. Решение этих проблем возможно на основе обоснованного выбора способов и технологий ЭШС с регулируемым (управляемым) термическим циклом.Материалы и методы. Проведён обзор прогрессивных способов и технологий ЭШС с управляемым термическим циклом; выполнено сравнение их достоинств и недостатков; предложены практические рекомендации по выбору прогрессивных методов управления параметрами термического цикла. Результаты исследования. Показано, что умеренное тепловложение при скоростной ЭШС в узкую разделку позволяет за один проход сформировать сварное соединение с более мелкозернистой структурой и высокими механическими свойствами по сравнению со штатными технологиями ЭШС и автоматической сварки под флюсом. Даны рекомендации по практическому использованию способа в сварочном производстве.Обсуждение и заключение. Полученные результаты рекомендуется использовать при разработке технологии ЭШС толстолистовых сварных конструкций атомного и теплоэнергетического оборудования, позволяющей отказаться от послесварочной термической обработки в виде нормализации и высокого отпуска.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Обмолот представляет собой многофакторный процесс, на который влияют, в частности, скорость подачи растительной массы, удельный вес обмолоченного зерна и недомолота, показатели сепарации, засоренность и влажность растительной массы. С этой точки зрения актуальны и вопросы оптимизации профиля среза транспортирующего устройства, которая позволяет проводить обмолот и сепарацию с наименьшими усилиями. Опытным путем установлено также, что на процесс обмолота влияют объем подаваемого зернового материала за секунду (секундная подача) и скорость движения агрегата.Материалы и методы. Исследования проводились на испытательном стенде, оснащенном молотильносепарирующим устройством в форме однополостного гиперболоида. При выполнении представленной работы ширина барабана была разделена на три зоны, а длина - на пять ячеек. Зерно пшеницы, полученное при обмолоте и сепарации в каждой зоне и ячейке, поступало в отдельные контейнеры. Солома собиралась отдельно. Затем зерно и солома взвешивались...
Бесплатно
Статья научная
Введение. Полимерные материалы (ПМ) все шире используются в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Под действием УФ-света ПМ разрушаются. Для защиты ПМ от фотодеструкции применяются УФ-стабилизаторы. Их действие основано на поглощении фотохимически активной компоненты солнечного света или на деактивации возбужденных молекул, уже поглотивших квант света, а также на торможении темновых реакций, индуцированных светом. Цель работы - сравнительный анализ соединений из ряда пространственнозатрудненных фенолов (ПЗФ) и нитроксильных радикалов (НР) в качестве ингибиторов фотодеструкции ПМ.Материалы и методы. Для исследования использовали реактивы квалификации «ч», полиэтиленовую пленку ПЭВД в/с 15803-020. Стабилизатор наносили на пленки методом окунания. Карбонильные группы в полиэтилене определяли методом ИК-спектроскопии. ИК-спектры регистрировали на приборе Varian-640.Результаты исследования. В качестве стабилизаторов фотоокислительной деструкции полиэтилена испытаны 2,4,6-три-трет-амилфенола (1), 2-метил-4,6-ди-третбутилфенола (2), 4-ацетиламино-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила (3), 3-карбоксамидо-2,2,5,5 -тетраметилпирролин-1 -оксила (4).Известно, что при облучении в образцах ПМ в процессе фотодеструкции методом ИК-спектроскопии фиксируется накопление карбонильных и гидроксильных групп...
Бесплатно
Стабилизаторы для функциональных медных наноматериалов триботехнического назначения
Статья научная
При помощи расчетов методом теории функционала плотности систематически исследован процесс образования комплексов азотсодержащих молекул с малыми кластерами меди Cun(n=1-7, 13). Показано, что молекулы R1N=Y (Y=CR2R3, NR2, O) перспективны для поиска присадок для кластеров меди, так как являются синтетически доступными, имеют возможность проявлять восстановительные свойства, прочно связываются с атомами меди и не искажают исходную структуру кластера. Используя любой объемный заместитель R, можно блокировать доступ к большой площади поверхности кластера для агрессивных соединений. Комплексы кислорода на поверхности медного кластера существенно уступают в прочности структурам, образованным молекулами R1N=Y (Y=CR2R3, NR2, O). В зависимости от размера кластера сила взаимодействия изменяется синусоидально от минимума к максимуму.
Бесплатно
Статистический анализ размерных характеристик пыли, образующейся при механической обработке металлов
Статья научная
Введение. Статья посвящена математическому анализу фракционного состава пыли, образующейся при работе рельсорезного станка. Установлено, что исследованный полидисперсный материал хорошо описывается однопараметрическим экспоненциальным распределением. В то же время адекватным для достижения целей расчета циклонов представляется логнормальное распределение частиц по размерам, параметры которого определены методами математического программирования.Целью работы являлась отработка математических методов корректного осреднения размерно-массовых параметров пыли при механической обработке твердых металлов.Материалы и методы. Изучалась возможность аппроксимировать экспериментальные данные распределениями Розина - Раммлера (классическим, обобщенным трехпараметрическим P(x, D, n, m) и упрощенным экспоненциальным P(x), в котором n = 1). Сопоставлялись соответствующие результаты между собой и с данными аппроксимации логнормальной и двойной логнормальной функциями. Эти результаты свидетельствуют о близком качестве аппроксимации с использованием модельных распределений P(x):• пятипараметрического двойного логнормального;• трехпараметрического типа Розина - Раммлера;• двухпараметрического классического Розина - Раммлера;• однопараметрического экспоненциального.Результаты исследования...
Бесплатно
Стратификация смазочного материала в радиальных подшипниках
Статья научная
Приводится методика расчёта радиальных подшипников скольжения бесконечной и конечной длины, работающих на стратифицированном двухслойном смазочном материале. Методика построена на использовании автомодельной переменной, что позволяет получить точное автомодельное решение задачи как в полярных, так и в цилиндрических координатах, а также значение параметра, характеризующего границу раздела стратифицированных слоёв. Приведённые задачи усложнены одновременным учётом зависимости вязкости смазочного материала от давления, наличием адаптированного к условиям трения опорного профиля подшипниковой втулки и влиянием осевой подачи смазочного материала в подшипнике конечной длины. Получены расчётные модели для двухслойных расслаивающихся смазочных материалов, численный анализ которых позволил установить влияние переменных факторов на основные рабочие характеристики подшипников - компоненты вектора несущей способности, силы трения и оптимальные значения параметра опорного профиля, подачи смазочного материала, его вязкостного соотношения в стратифицированных слоях.
Бесплатно
Структурный синтез перемешивающих устройств с возвратно-вращательным движением рабочих органов
Статья научная
Целью данной работы является создание перемешивающих устройств с возвратно-вращательным движением рабочих органов, так как они отличаются от других современных аппаратов более высокой интенсивностью и равномерностью перемешивания. Синтез структурных схем исполнительных механизмов проведен с помощью структурных математических моделей. В результате получены рычажные и зубчатые механизмы с одним и двумя независимыми замкнутыми контурами. Шарнирный четырехзвенник и планетарный механизм с эллиптическими зубчатыми колесами при соответствующем выборе размеров звеньев преобразуют вращательное движение в возвратно-вращательное. Применение зубчатой передачи и передачи с гибкой связью позволяет создать множество структурных схем, которые отличаются количеством рабочих органов и их расположением. На основе полученных структурных схем могут быть разработаны и спроектированы высокоэффективные перемешивающие устройства для химических, нефтехимических, пищевых производств. Преимуществом предлагаемых механизмов является то, что они образованы из известных, высоконадежных и хорошо отработанных устройств. Также рабочие органы аппаратов хорошо конфигурируются по всему объему реактора, создавая рациональный тепломассообмен.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы является исследование математической модели синхронного гидромеханического привода рабочего органа щетки аэродромной уборочной машины, приводимого во вращение двумя гидравлическими моторами, на базе дроссельного делителя потока не золотникового типа с плунжерными задатчиками. В качестве основной задачи выступает определение влияния различных конструктивных и эксплуатационных параметров синхронного гидравлического привода мобильной технологической машины (в данном случае - щетки аэродромной уборочной машины) на качество его работы. При проведении работ использован метод теоретического исследования математической модели привода машины. Моделирование синхронной гидромеханической системы привода щетки основано на теории приведенной объемной жесткости гидравлической системы, что позволило упростить моделирование и произвести экспресс-анализ функционирования исследуемого привода, значительно сократив сроки исследования. В результате проведенной работы доказано, что дроссельный делитель потока не золотникового типа с регулирующим элементом плунжерного типа позволяет обеспечить требуемые свойства синхронизируемой системы. Выявлены конструктивные параметры делителя потока, оказывающие существенное влияние на функционирование синхронной гидросистемы, и указаны пути ее усовершенствования. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании и усовершенствовании синхронных гидромеханических приводов мобильных технологических машин.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В рамках данного исследования рассмотрены прецизионные элементы целевой аппаратуры и чувствительные элементы системы стабилизации и ориентации перспективных космических аппаратов. Обоснованы и разработаны метод и программно-алгоритмическое обеспечение моделирования динамических характеристик указанных элементов. При этом учтены результаты обработки данных по экспериментальным исследованиям активных и пассивных осцилляторов.Материалы и методы. Показано, как метод обезвешивания позволяет воссоздать условия, максимально соответствующие реальной эксплуатации перспективных космических аппаратов, прецизионных элементов конструкции, целевой аппаратуры и их приводов. Представлены схемы соответствующих экспериментальных установок. Использованы методы математического моделирования, методы механики и динамики машин. Рассчитаны основные параметры динамики предлагаемой конструкции - определяющие с точки зрения реализации целевых функций космического аппарата. Сформированы рациональные варианты компоновки и примерных циклограмм функционирования перспективных космических аппаратов с целью снижения микровозмущений от приводных устройств с вращающимися массами.Результаты исследования...
Бесплатно
Статья научная
Введение. Долговечность и работоспособность гидравлических машин определяется в результате ресурсных испытаний. При этом для силового нагружения гидравлического двигателя применяются различные тормозные устройства (механические, электрические, гидравлические и др.), в результате чего теряется значительное количество энергии. Этого можно избежать, если при ресурсных испытаниях использовать метод вращательного движения с рекуперацией энергии. Такой подход применим для гидравлических насосов, моторов, а также гидравлических цилиндров.Материалы и методы. Представлен испытательный стенд, конструкция которого позволяет воссоздать условия, максимально соответствующие реальной эксплуатации гидравлических цилиндров. При этом возможна рекуперация энергии. Для решения задач исследования использованы методы математического моделирования, рассчитаны основные функциональные параметры предлагаемой конструкции. Определение приращения давления в различных точках гидравлической системы базируется на теории объемной жесткости...
Бесплатно
Статья научная
Введение. Рассмотрен тепловой расчет объемной конструкции с использованием метода конечных элементов. По планам Министерства энергетики РФ в стране в ближайшие годы будет создана мощная индустрия ветровой энергетики. В связи с этим расчеты при производстве строительных конструкций ветроэнергетических установок в настоящее время приобретают большое значение. Производство таких конструкций из стеклопластика представляет собой сложный термохимический процесс, включающий полимеризацию связующего при строго заданных тепловых режимах. Целью работы является разработка методики трехмерного конечно-элементного расчета нестационарного режима нагрева составной конструкции сложной формы.Материалы и методы. Определение полей температур конструкции сложной формы, выполненной из неоднородных материалов, приводит к необходимости применения численных методов и, в первую очередь, метода конечных элементов. Конечно-элементное моделирование поведения композиционных материалов при формовании до настоящего времени остается незавершенным. Для частичного ее решения выполнена адаптация известного уравнения теплопроводности для конкретной задачи на основе первого закона термодинамики. Предложены новые конечно-элементные модели, описывающие тепловые поля в конструкции при ее изготовлении. Определена точность моделирования тепловых процессов. Проведено численное моделирование нагрева.Результаты исследования. Решение задачи выполнено в многофункциональном программном комплексе ANSYS с реализацией методики расчета на языке параметрического программирования APDL. Рассчитаны поля температуры лопастных элементов ветроэнергетических установок на этапе их изготовления, что позволило выявить характерные особенности технологического процесса производства данных конструкций и получить рекомендации по уточнению процесса их склейки.Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть использованы в тепловых расчетах элементов строительных слоистых конструкций сложной формы из композиционных материалов в ветроэнергетике, машиностроении, авиастроении, судостроении, приборостроении и т. д.
Бесплатно
Теплофизические, диффузионные и сегрегационные процессы в зоне фрикционного контакта
Статья научная
Расчет температурного поля для трибосистемы колесо - тормозная композиционная колодка подвижного состава показал, что максимальное значение температуры в колесе находится не на поверхности, а на расстоянии 200-1000 мкм от поверхности трения. При трении в результате термомеханической деструкции полимерной колодки выделяется водород, который адсорбируется и поглощается контактирующей поверхностью колеса. При этом максимум концентрации водорода совпадает с максимум температуры. Представлены результаты по исследованию сегрегационных явлений легирующих и примесных элементов на границах зерен железа. Показано, что основой кинетического условия самоорганизации на антифрикционном трибоконтакте является согласованность скоростей образования пленки переноса и ее разрушение. Энергия связи атомов различных элементов с поверхностью зерен находится в периодической зависимости от атомного номера элементов. Этот факт может служить теоретической базой для прогнозирования прочностных свойств стали с различным составом легирующих и примесных элементов. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения методов рентгенноэлектронной и оже-электронной спектроскопии (РЭС, ОЭС) квантовой химии при решении трибологических задач.
Бесплатно
Технико-экономические и термодинамические аспекты оптимизации лезвийной обработки
Статья научная
Целью данного исследования является разработка расчетного метода выбора оптимальной скорости резания, соответствующей минимальной интенсивности изнашивания инструмента. Выполнен анализ известных критериев оптимизации: трибологических, температурных, энергетических и термодинамических. Выявлены признаки их оптимальности при вариации скорости резания (трения). Особое внимание уделено разработанным в Донском государственном техническом университете экспериментальным термодинамическим критериям оптимизации, отражающим флуктуационную природу трения и износа. Показано, что максимальные значения флуктуационных критериев при вариации скорости резания характеризуют повышенные диссипативные возможности зоны резания. Получена формула для расчета оптимальной скорости резания из условий теплового равновесия на контактных площадках токарного резца. Кроме элементов режима резания, геометрии инструмента и контактных нагрузок в формулу входит деформационная характеристика процесса резания - коэффициент укорочения стружки. Предложенная аналитическая зависимость позволяет выбирать оптимальный режим с помощью расчетов, без проведения дорогостоящих стойкостных экспериментов.
Бесплатно
Технологические особенности упрочнения коленчатых валов виброударным методом
Статья научная
Введение. Рассматриваются технологические особенности обработки коленчатых валов виброударным методом поверхностного пластического деформирования (ППД), получившего широкое применение в технологии изготовления деталей машин. Целью исследований является обоснование эффективности влияния виброударной упрочняющей обработки на повышение качества и эксплуатационных характеристик коленчатых валов (КВ).Материалы и методы. Методически исследования включали в себя обоснование технологической схемы виброударной обработки и разработку расчётной модели оценки влияния обработки на изменение макрогеометрии (коробления) КВ.Результаты исследования. Разработаны технологические схемы объемной виброударной отделочно-упрочняющей обработки КВ с применением вибростанка с U-образной рабочей камерой, габаритные размеры которой соизмеримы или превышают габаритные размеры подвергаемого обработке КВ и обеспечивают расположение вала таким образом, чтобы его основная ось, совпадающая с осью коренных шеек, находилась в зоне расположения условной оси вращения массы рабочей среды. Исследованы параметры качества поверхности при обработке их на виброустановке УВГ 4Х10 по апробированным методикам с применением специальной оснастки. Установлено, что виброударная упрочняющая обработка (ВиУО) позволяет за счет пластической деформации микронеровностей получить качественно новый микрорельеф поверхности и снизить ее исходную шероховатость, существенно повышает микротвердость поверхности коренных и шатунных шеек КВ и изменяет напряженное состояние их поверхностного слоя. Предложена расчётная зависимость для оценки суммарного коробления КВ, упрочнённого в процессе ВиУО и подтверждена её адекватность. Показано, что коробление вала после ВиУО обусловлено разнонапряжённостью шатунных и коренных шеек КВ на уровне Кн ≈ 0,6.Обсуждение и заключение. Виброударная обработка КВ обеспечивает улучшение геометрических и физикомеханических параметров поверхностей шатунных и коренных шеек. В результате обработки всех поверхностей вала коробление не превышает допустимых значений, устанавливаемые техническими требованиями. Это позволяет сделать вывод об эффективности рассматриваемого способа упрочнения КВ с целю повышения их эксплуатационных свойств.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы является оптимизация технологического процесса обработки деталей для обеспечения требуемого качества поверхностного слоя при использовании динамических методов поверхностного пластического деформирования (ППД). Предмет исследования - процесс формирования параметров поверхностного слоя, которые обеспечиваются рациональными режимами обработки ППД. В статье представлены уточненные зависимости для определения глубины упрочненного слоя, степени упрочнения и шероховатости поверхностного слоя. На основании данных зависимостей разработана методика аналитического прогнозирования параметров качества поверхностного слоя деталей. Указанные зависимости получили экспериментальную проверку и могут быть использованы для проектирования высокоэффективных, экономичных технологических процессов обработки динамическими методами ППД. Отмечена важность процесса оптимизации технологических процессов по критерию обеспечения долговечности обрабатываемых деталей. Представлена блок-схема алгоритма оптимизации процесса обработки динамическими методами ППД.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Проблема совершенствования производства высокоточных изделий в настоящее время становится ключевой, поскольку требования к ним постоянно ужесточаются. Обеспечение качества и точности сборки является важным аспектом производства высокоточной продукции. Стандартные подходы к этому процессу не всегда обладают достаточной универсальностью. Существующие исследования, целью которых является разработка универсальных подходов, таких как сквозное технологическое проектирование или применение принципов параллельной инженерной разработки, также обладают рядом недостатков. К их числу можно отнести то, что в них не в полной мере обеспечен учет информации о технологических возможностях конкретного производства при принятии конструкторских решений и не учитывается связь между технологической подготовкой механообрабатывающего и механосборочного производств. Именно поэтому исследования, направленные на разработку универсальных подходов, обладают высокой актуальностью. Для решения обозначенных проблем авторами был концептуально разработан комплекс формализованных проектных процедур системы учета требований к сборке высокоточных изделий при проектировании технологических процессов механической обработки. Однако для эффективного выявления множества требований к сборке высокоточных изделий (выходных параметров) и выбора из них тех, которые не могут быть обеспечены методом полной взаимозаменяемости (критичных элементов), требуется проведение дополнительных исследований. Целью данной работы является разработка принципов выявления выходных параметров высокоточных изделий и определения критичных элементов. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: сформировать принципы построения обобщенных графов поверхностей высокоточных изделий, сформировать стандарты классификации выходных параметров и выявления из них критичных.Материалы и методы. Для проведения исследования была выбрана высокоточная сборочная единица - «Пакет статора 2». Исследования проводились в реальных условиях действующего многономенклатурного производства. Для данной сборки был построен обобщенный граф поверхностей, включающий в себя информацию о характере и последовательности поверхностей, предъявляемые требования к сборке, допуски размеров и допуски формы и расположения с последующим его анализом.Результаты исследования. В данной статье представлены итоги исследований по совершенствованию укрупненного блока проектных процедур анализа требований к сборке высокоточных изделий проектируемой системы. В работе установлена взаимосвязь между точностью допусков на размеры и допусков формы и расположения поверхностей изделия, которым принадлежат данные размеры. На основе полученной взаимосвязи был определен порядок для однозначного выявления критичных элементов.Обсуждение и заключение. Применение данной методики позволяет повысить достоверность исходной информации, полученной при реализации укрупненного блока проектных процедур, а также обоснованность и эффективность выявления рациональных технологий изготовления на последующих этапах реализации системы при обеспечении заданных качества, точности изделий и снижении трудоемкости и себестоимости их изготовления
Бесплатно
Технология и оборудование получения утолщённых кромок под сварку трением с перемешиванием
Статья научная
Введение. Сварка трением с перемешиванием находит широкое применение за счет определенных преимуществ этого способа. Рассмотрены факторы, снижающие прочность соединений, выполненных из высокопрочных алюминиевых сплавов. При сваривании плоских листов эффективным способом повышения прочности сварного шва является утолщение их кромок. В работе предложен способ такого утолщения, разработана установка, проведен расчет и эксперименты. Материалы и методы. Разработано лабораторное оборудование, позволяющее одновременно выполнять утолщение двух кромок, которые подлежат сварке. Основным элементом этого оборудования является стальной валик, который прокатывается по кромкам двух заготовок и создает их утолщение за счет пластической деформации. Эта же установка может быть использована и для процесса сварки трением с перемешиванием. Для расчёта геометрии утолщённых кромок и параметров деформирующего ролика, зависящих от величины осадки кромок, разработана математическая модель на основе контактной задачи для упругого (ролик) и упругопластичного (заготовки) тел с билинейным законом упрочнения. Построена трехмерная упрощенная геометрическая модель установки, которая учитывает ее симметрию. На поверхностях контакта выбраны специальные контактные конечные элементы и произведено сгущение конечноэлементной сетки. Численная реализация модели осуществлена в пакете ANSYS. Результаты исследования. Теоретическая модель позволяет оценивать напряжённо-деформированное состояние взаимодействующих элементов. На основе разработанной конечноэлементной модели проведены расчеты параметров утолщенных кромок и определена геометрия утолщённых кромок. На разработанном лабораторном оборудовании проведены натурные эксперименты по утолщению кромок заготовок. Результаты эксперимента подтверждают адекватность разработанной теоретической модели и расчетов на ее основе. Показана возможность регулирования размеров утолщённых кромок.Обсуждение и заключение. Предложена технология получения утолщённых кромок в местах выполнения сварных швов, которая позволит снизить металлоёмкость конструкций и обеспечить несущую способность сварных соединений не ниже аналогичных характеристик основного металла. Разработана теоретическая модель процесса и проведен численный эксперимент, позволяющие выбрать параметры технологического процесса.
Бесплатно
