Машиностроение и машиноведение. Рубрика в журнале - Вестник Донского государственного технического университета
Статья научная
Показано, что магнитодинамическая обработка, реализуемая в условиях вращающегося электромагнитного поля, является разновидностью динамических методов упрочнения конвективными потоками свободнодвижущихся инденторов. Для оценки параметров качества поверхностного слоя, формируемого в процессе магнитодинамической обработки, предложено использовать аналитические зависимости, полученные путём аппроксимации экспериментальных данных влияния динамических методов поверхностно-пластического деформиро-вания (ППД) на качество упрочненного слоя деталей. Получено выражение, подтверждающее экспериментально установленный факт, что основной вклад в формирование параметров качества упрочнённого слоя вносит первоначальное сплошное покрытие обрабатываемой поверхности пластическими отпечатками. Предложена аналитическая модель функционала, устанавливающего характер изменения параметров качества поверхностного слоя в зависимости от кратности покрытия поверхности следами ударно-импульсного воздействия свободнодвижущихся инденторов. Сравнительный анализ экспериментальных данных, полученных в процессе магнитодинамической обработки, с расчетными показал приемлемость предложенных моделей для прогнозирования параметров качества упрочнённого поверхностного слоя.
Бесплатно
Модернизация соединений трубопроводов в машинах и оборудовании нефтегазовых промыслов
Статья научная
Введение. Рассматривается проблема герметичного соединения трубопроводов и рукавов высокого давления (РВД), применяемых в различных областях жизнедеятельности человека. Особенность эксплуатации трубопроводов высокого давления в оборудовании нефтегазового комплекса заключается в следующем. При температуре окружающей среды ниже минус 50 ºC необходимо пропускать тысячи тонн пластовой жидкости, нагретой до 200-250 ºC и содержащей агрессивные среды, абразив и сильно минерализованную воду. Материалы и методы. Рассматриваются различные конструкции металлических уплотнителей, применяемых в соединениях трубопроводов высокого давления. Соединения, широко используемые для трубопроводов, не выдерживают давления выше 20-60 Мпа. При этом в трубопроводах нефтепромышленного оборудования давление может превышать 100 МПа. Особенностью использования рассматриваемых соединений является снижение их прочности с увеличением диаметра. Указанные недостатки ограничивают использование перечисленных схем уплотнения. Ремонт таких соединений в полевых условиях, например, при эксплуатации нефтегазового оборудования, практически невозможен. В данном случае требуется применение быстроразъемных соединений (БРС), для разборки которых достаточно наличия ключей. Результаты исследования. Для решения указанных проблем создана и запатентована принципиально новая схема уплотнения соединения трубопроводов и РВД. Основным элементом запатентованного устройства является ступенчатая втулка, позволяющая надежно герметизировать соединение трубопроводов и РВД. Ступенчатая втулка (уплотнитель) должна быть изготовлена из высоколегированной стали по аналогии с прокладкой во фланцевых соединениях и может быть закалена, что позволит увеличить прочность рассматриваемых соединений и эксплуатировать их в условиях низких температур. Обсуждение и заключение. Сравнительный анализ конструкций уплотнительных элементов показывает преимущества предлагаемого уплотнителя. Для его практического применения необходимо выполнить оптимизацию формы и размеров ступенчатой втулки с целью обеспечения герметичности при заданных давлениях, а также определить необходимую силу затяжки резьбы для обеспечения надежной работы узла.
Бесплатно
Модифицированный микромеханический гироскоп
Статья научная
Целью настоящей работы является разработка и обоснование нового вида микромеханического гироскопа, позволяющего обеспечить преобразование угловых скоростей вращения несущего основания в электрические сигналы одновременно относительно двух осей его вращения. Предложен и описан новый микромеханический гироскоп, который сохраняя положительные качества известных российских и зарубежных аналогов, отличается расширением функциональных возможностей за счет преобразования угловых скоростей вращения несущего основания в электрические сигналы одновременно относительно двух осей вращения. Предлагаемое техническое решение защищено в 2015 году патентом Российской Федерации на изобретение. Предлагаемый гироскоп может быть применен в системах навигации, ориентации и управления различными подвижными объектами в авиации, ракетно-космической технике, робототехнике, приборостроении, станкостроении, на транспорте и т.п.
Бесплатно
Модифицированный помехозащищенный микроакустомеханический гироскоп
Статья научная
Целью настоящего исследования является создание нового модифицированного помехозащищенного микроакустомеханического гироскопа. Данная разработка позволяет преобразовывать в электрические сигналы угловые скорости вращения несущего основания одновременно относительно двух осей его вращения. Кроме того, повышается уровень полезного сигнала по сравнению с уровнем шумовых помех. Этим объясняется расширение функциональных возможностей нового модифицированного микроакустомеханического гироскопа по сравнению с имеющимися аналогами. Подробно описано, каким образом работает модифицированный гироскоп. Сущность его конструкции и функционирования поясняется графическими материалами. Предлагаемое техническое решение защищено патентом Российской Федерации на изобретение. Описанный гироскоп может быть применен в системах навигации, ориентации и управления различными подвижными объектами в авиации, ракетно-космической технике, робототехнике и т. п.
Бесплатно
Мониторинг состояния многооперационных станков на базе концепции e-Mind Machine
Статья научная
Рассматривается концепция е-Mind Machine, системы, осуществляющей мониторинг состояния многооперационных станков. Проводится анализ существующих зарубежных и отечественных систем мониторинга, а также необходимых аспектов мониторинга, определяющих особенность е-Mind Machine. Представлена структура организации модуля е-Mind Machine. Обоснована необходимость преобразования данных диагностики в систему знаний при работе перспективных систем мониторинга состояния многооперационных станков. Определяются преимущества использования методов прогнозирования. Введены новые понятия, такие как нечеткая граница общей работоспособности/безотказности и нечеткая граница параметрической безотказности работы. Показано, что использование интеллектуального управления открывает новые возможности для автоматизации мониторинга. Применение модуля e-Mind Machine как бортовой интеллектуальной системы позволяет достичь максимальной эффективности обработки деталей и безотказности функционирования в сочетании с возможностями самообслуживания станка.
Бесплатно
Морфология и генеалогия структурных дефектов в вакуумных ионно-плазменных покрытиях
Статья научная
Введение. В качестве основной цели исследования выбрана систематизация и анализ структурных дефектов вакуумных ионно-плазменных покрытий, на основе которых в работе предложены их классификационные принципы. Ещё одной важной частью работы является экспериментальное изучение одного из специфических дефектов покрытий, который авторами предложено назвать «дефектом субструктурного происхождения». Материалы и методы. В качестве объекта исследований использованы PVD-покрытия различных нитридных и металлических систем толщиной 1,5-9,0 мкм. Покрытия наносили в вакуумных установках с использованием дуговых и магнетронных испарителей. Результаты исследований получены методами электронной микроскопии высокого разрешения, энергодисперсионного анализа и индентирования.Результаты исследования. В качестве результатов исследования представлены различные виды дефектов ионно-вакуумных покрытий, к которым отнесены нарушения сплошности, деформация кристаллитов, структурные неоднородности. Обоснованы принципы их систематизации. Предложено классифицировать дефекты на капельные, субструктурные и дефекты роста (в зависимости от причин их зарождения), а также на регулярные и стохастические (в зависимости от их распределения в объеме покрытия). Особое место в работе отведено изучению «субструктурных дефектов», отнесенных авторами к типу стохастических. Эти дефекты микрометрических размеров имеют форму цилиндра с конической «головкой». Их главная ось ориентирована перпендикулярно поверхности покрытия. Они имеют особенность экструдироваться (отторгаться) покрытием. В статье обоснован дислокационный механизм их зарождения и геликоидный принцип роста.Обсуждение и заключения. Резюмируется вывод о том, что предложенная систематизация дефектов ионноплазменных покрытий имеет характер промежуточного результата исследований в этом научном направлении. При этом субструктурные дефекты не оказывают фатального влияния на структуру и свойства покрытия в силу малости своих размеров
Бесплатно
Надежность деталей и неремонтируемых узлов при проектировании машин
Статья научная
Введение. В статье рассматриваются вопросы нормирования показателей надежности на ранних стадиях проектирования машин. Такой подход обеспечивает соблюдение заданного уровня надежности при разработке деталей, критичных с точки зрения стабильной эксплуатации. Цель работы — исследовать проблемы проектирования в указанной сфере. Анализ методов нормирования надежности позволяет утверждать, что их недостаточно для проектирования. Кроме того, отмечены противоречия, связанные с использованием в проектировании экспоненциального закона надежности.Материалы и методы. На стадии технического задания определены численные значения наработки и безотказности машины. Затем значения вероятностей безотказной работы или отказов системы и ее элементов представлены степенными выражениями. В них степени являются параметрами ранжирования показателей безотказности элементов системы.Результаты исследования. Синтезирован альтернативный подход к нормированию, который позволяет выполнить полный структурный анализ проекта...
Бесплатно
Статья научная
Введение. Модель, основанная на оптимизации надёжности, (RBDO) уменьшает структурный вес в некритических регионах, обеспечивает не только улучшенную конструкцию, но и более высокий уровень уверенности в дизайне. Материалы и методы. Классический подход RBDO может быть выполнен в двух отдельных пространствах: физическом пространстве и нормированном пространстве. Поскольку в вышеупомянутых двух пространствах требуется очень много повторных исследований, расчётное время для такой оптимизации является большой проблемой. Эффективный метод, называемый Optimum Safety Factor (OSF), разработан и успешно применяется к нескольким инженерным приложениям.Результаты исследования. Численное приложение по крупномасштабной задаче при усталостной загрузке показывает эффективность разработанного метода RBDO относительно детерминированной оптимизации дизайна (DDO). Эффективность метода OSF также распространяется на несколько режимов отказоустойчивости для управления несколькими выходными параметрами, такими как структурный объем и атрибут повреждения. Обсуждение и заключения. Упрощенная стратегия внедрения структуры OSF состоит из единственной задачи по оптимизации оценки проектной точки и прямой оценки оптимального решения с учетом составов OSF. Он предоставляет разработчикам эффективные решения, которые должны быть экономичными, удовлетворяющими требуемому уровню надежности с сокращённым расчётным временем.
Бесплатно
Нанесение окрашенных декоративных покрытий на поверхность конструкционных сталей
Статья научная
Введение. Химическая декоративная обработка стали заключается в окрашивании стальных изделий и нанесении на поверхность оксидных пленок для создания привлекательного вида и защиты изделия от ржавчины. Окрашивание водными растворами органических соединений меди обладает особенностью: окраска покрытия меняется в зависимости от времени выдержки в растворе, что связано с изменением толщины формирующегося оксидного слоя, в котором возникают явления интерференции. Для широкого применения данного способа необходимы исследования связи режимов окрашивания с получаемым цветом покрытия. Целью настоящей работы является установление связи между окраской покрытия, получаемого из щелочных медьсодержащих растворов, и их количественным и качественным фазовым составом. Материалы и методы. Фазовый состав получаемых покрытий исследовали методом локального электрохимического анализа (ЛЭА), основанного на катодном восстановлении оксидных фаз покрытий в гальваноимпульсном режиме с помощью датчика прижимной конструкции. В полученных импульсных хронопотенциограммах рассматривали значения потенциала в момент паузы и сопоставляли эти значения со стандартными потенциалами различных редокс-пар оксидов меди. Результаты исследования. Анализируемые покрытия формировались в течение разного времени выдержки образца в растворе и имели разную окраску. Данные редокс-пары соответствуют: [Сu(OH)4]2-/Cu - адсорбционному слою гидроксокупрат-анионов на поверхности электроосажденной на сталь меди; Cu(OH)2/Cu - адсорбционному слою гидроксида меди на поверхности электроосажденной меди; Cu2О/Cu - оксидной пленке оксида меди (I) на меди. Это позволяет сделать вывод о составе цветных покрытий на исследованных образцах. Коричневая, фиолетовая и синяя пленки, формирующиеся в начальный период выдержки медного покрытия в растворе, содержат адсорбированные гидроксокупрат и гидроксид меди. Голубая, желтая и сиреневая пленки, формирующиеся более длительное время, содержат кроме этих фаз оксид меди (I). Обсуждение и заключение. Из полученных данных следует, что управление временем смены окраски, необходимое в различных технологических приложениях, может осуществляться за счет изменения концентрации сульфата меди, а также органического восстановителя. На механизм окрашивания покрытий оказывают влияние адсорбционные слои, формирующиеся на поверхности стали. Изменяя время выдержки образца в электролите, можно управлять фазовым составом адсорбционных слоев, а, следовательно, влиять на окрашиваемость покрытия.
Бесплатно
Нечеткая система управления состоянием многооперационного станка
Статья научная
Введение. В статье представлены основные аспекты построения системы управления состоянием многооперационных станков с программным управлением на базе информационно-управляющего модуля e-Mind Machine и аппарата нечетких множеств и нечеткой логики. Показано, что входные воздействия системы управления формируются за счет множеств наследуемых и оперативных составляющих параметров состояний. Целью работы является построение системы контроля состояния, выявление размерного износа и определение периода стойкости инструмента на основе методов нечеткой логики. Материалы и методы. Предложен новый алгоритм построения экспертной системы на основе методов нечеткой логики. Показана применимость нейронечетких методов для решения задач определения срока службы инструмента путем сравнения расчетных значений с данными фирм-производителей. Исследование основывается на применении концепции электронного обслуживания с использованием экспертных систем. Результаты исследования. Обоснованы основные принципы построения и использования системы мониторинга, обеспечивающей возможность при управлении адаптироваться к складывающейся ситуации и прогнозировать изменения состояний в процессе обработки деталей. В функции мониторинга включена не только обработка данных, полученных от диагностических устройств мехатронной системы и внешнего оборудования, но и прогнозирование остаточной размерной стойкости инструмента, прогнозирование стойкости по периоду нормального износа. Процесс принятия решений по управлению состоянием инструмента представлен в виде алгоритма работы экспертной системы на основе использования нейронечеткого контроллера. Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть применены в производстве деталей, где точность является важным параметром. Использование автоматизированных систем контроля состояния станка сокращает затраты из-за простоя оборудования, а контроль за состоянием инструмента позволяет снизить процент брака. Показаны характерные примеры принятия решений в нейронечеткой системе.
Бесплатно
О взаимосвязи теплообмена и режима обжига при производстве извести во вращающейся печи
Статья научная
Целью данной работы является исследование влияния температурных условий режима обжига известняка во вращающейся печи на показатели качества промышленной извести, используемой в сталеплавильном производстве. Предложена методика изучения условий теплообмена и характера изменения температуры сыпучего материала при распространении теплоты и температурных волн в полуограниченном пространстве вращающейся печи. Показано, что система уравнений, описывающих граничные условия процесса нагрева известняка лучистым тепловым потоком, значительно усложняется в случае параллельно действующего конвективного теплообмена. Для упрощения расчетов предложено совместный лучистый и конвективный теплообмен свести к конвективному (по форме), используя известные критериальные зависимости. Представлены результаты исследования теплообмена в системе «факел - известняк» с определением эффективной и оптимальной температур в зоне обжига. Экспериментально в лабораторных и производственных условиях установлено воздействие температурного режима во вращающейся печи на показатели качества извести. Установлена обусловленность шлакового режима расходом извести при электроплавке стали в дуговой печи. Сформулированы выводы о влиянии параметров тепловой работы печи на основные технологические процессы обжига карбонатного сырья при производстве промышленной извести. Определены оптимальные условия температурного режима печи для производства качественной извести с содержанием более 90 % СаО.
Бесплатно
О выявлении трещиноподобных дефектов сварки существующими методами контроля качества
Статья научная
Введение. Обобщены материалы исследований, посвященных обеспечению работоспособности сварных конструкций опасных технических устройств - элементов нефтегазодобывающего оборудования. Систематизированы и представлены в виде схемы факторы, определяющие эксплуатационную прочность сварных соединений и конструкций. Описаны причины снижения их эксплуатационных свойств. Определена роль в обеспечении жизненного цикла конструкции объемных и трещиноподобных дефектов сварки, не обнаруженных при контроле качества на стадии изготовления и при определении остаточного ресурса в процессе эксплуатации. Предложены меры по улучшению практики выявления трещиноподобных дефектов при визуально-измерительном и ультразвуковом методах контроля качества сварных соединений.Материалы и методы. В соответствии со СНиП 2.05.06-85 конструкции магистральных нефтегазопроводов, вертикальных цилиндрических резервуаров и другого нефтегазодобывающего оборудования (НГДО) изготавливают из спокойных и полуспокойных низкоуглеродистых и низколегированных сталей с временным сопротивлением до 686,5 МПа. Независимо от класса и уровня прочности стали должны хорошо свариваться всеми способами, предписанными нормативно-техническими документами (НТД). При этом независимо от состояния поставки эквивалент углерода Сэкв не должен превышать 0,46 %. Методы исследований - расчетно-экспериментальные. Для вычисления напряженно-деформированного состояния сварных соединений применялись методы:конечных элементов (МКЭ),механики разрушений с использованием коэффициента интенсивности напряжений Kt..При оценке геометрических размеров трещиноподобных дефектов сварки задействованы методы математической статистики. Дефекты сварки выявлялись стандартными методами контроля качества, предписанными НТД и ГОСТами.Результаты исследования. Рассмотрены сварные конструкции, работающие в режиме усталости. Проанализированы некоторые характерные для сварных соединений факторы. Показано, как они влияют на формирование прочностных эксплуатационных свойств. Установлена роль опасных трещиноподобных дефектов, которые с высокой вероятностью могут образовываться в сварных соединениях при изготовлении конструкций и при эксплуатации. Часто причиной является снижение показателей механических свойств из-за старения и потери пластичности вследствие случайных механических воздействий. Отмечено, что невозможно выявлять эти дефекты существующими методами контроля качества, как в процессе контроля при производстве, так и при диагностировании в процессе эксплуатации. Это снижает точность прогнозирования эксплуатационного ресурса работы сварной конструкции.Обсуждение и заключение. Предложено внести в НТД требования:к качеству сварных соединений опасных технических устройств НГДО,по выявлению острых трещиноподобных дефектов с радиусом кривизны в пределах 0,1-0,25 мм.Однако достоверность выявления таких дефектов применяемыми методами контроля остается низкой из-за человеческого фактора. Для повышения достоверности выявления острых трещиноподобных дефектов определены направления совершенствования ультразвукового контроля качества сварных соединений.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Рассмотрены проблема безопасности и ситуация с аварийностью при эксплуатации лифтовых установок. С точки зрения статистики обозначена роль дефектов лифтовых канатов как фактора опасных инцидентов. Перечислены неисправности механического оборудования лифта, связанные с браковочными показателями канатов. Отмечено различие в документальной фиксации браковочных показателей и норм браковки канатов подъемных сооружений. Материалы и методы. Описываются известные подходы к контролю канатов подъемных сооружений. Подчеркивается обязательность визуально-измерительного контроля (ВИК) для выявления таких норм браковки стальных лифтовых канатов, как: изменение геометрии, коррозия и износ, обрывы проволок, температурное воздействие и пр. Норма браковки представлена в виде математической системы. Техническое состояние при эксплуатации лифтовых канатов интегрально оценивается по совокупности выявленных дефектов на фиксированной длине. Обосновано решение создать программно-аппаратный комплекс (ПАК) для практической реализации визуально-измерительного контроля. Результаты исследования. Разработанный лабораторный образец ПАК ВИК состоит из аппаратной части, модуля обработки видеопотока, средства коммуникации для связи с сервером, специально созданного софта и клиентского мобильного приложения. ПАК ВИК реализует следующие функции: - автоматическое обнаружение и классификация основных значимых дефектов канатов на основе глубокой сверточной искусственной нейронной сети; - демонстрация объемного изображения каната и алгоритма развертки изображения с компенсацией искажений, по которому фиксируются метрические характеристики дефектов; - интегральная оценка технического состояния каната по совокупности обнаруженных дефектов; - цветовая интерпретация фактического технического состояния каната с последующей передачей на мобильное устройство пользователя. Предварительные испытания показали пригодность ПАК ВИК для определения дефектов. Достоверность результатов по выявлению и квалификации дефектов превысила 80 %. Продолжаются работы по глубокому обучению системы. Обсуждение и заключения. ПАК ВИК лифтовых канатов позволяет исключить риски визуального контроля, обусловленные психофизическим состоянием человека, работает дистанционно и бесконтактно. Предложенное авторами решение автоматически оценивает браковочные показатели по пяти критериям: обрывы наружных проволок, поверхностный износ, изменение диаметра каната, волнистость, следы температурного воздействия. Важный результат ВИК стальных канатов с использованием компьютерного зрения и искусственного интеллекта - повышение надежности и безопасности при эксплуатации лифтового оборудования.
Бесплатно
О положительном опыте применения ферросплавов при микродуговой химико-термической обработке
Статья научная
Целью исследований являлось изучение возможности ускоренного формирования высокотвердого карбидного покрытия на поверхности стальных изделий. Предложено использование технологии микродуговой химико-термической обработки. Стальное изделие погружается в порошок каменного угля и нагревается пропусканием электрического тока. Образование микродуговых разрядов в порошковой среде приводит к насыщению поверхности углеродом, а одновременная диффузия металла позволяет формировать высокотвердый карбидный слой. Установлена возможность применения ферросплавов в качестве источника карбидообразующего металла при образовании высокотвердого покрытия с помощью микродуговой химико-термической обработке. Электропроводность ферросплавов выше, чем химических соединений, и это позволяет достичь ускорения диффузионного насыщения за счет интенсивного образования активных атомов металлов под действием микродуг. Применение ферросплавов более выгодно с энергетической точки зрения, так как восстановление оксидов металлов до атомарного состояния требует дополнительных энергетических затрат. При использовании феррохрома, ферромолибдена и ферровольфрама образуется поверхностный карбидный слой толщиной до 160 мкм и микротвердостью до 18 ГПа.
Бесплатно
Об одном частном случае синтеза системы управления процессом обработки металлов точением
Статья научная
Введение. Одним из широко распространенных методов точной обработки металлов точением, при условии достаточно сложной формы обрабатываемой заготовки, является метод многократных повторов точения. Сутью этого метода является срезание очень тонкого слоя обрабатываемого материала. При этом, за счет последующих проходов режущего инструмента вдоль изделия, достигается требуемая глубина обработки. Существенным недостатком такого способа точения деталей сложной формы является низкая эффективность, обусловленная большим временем обработки. Материалы и методы. Повышение эффективности возможно за счет внедрения новых современных методов управления процессами обработки. В качестве таких методов могут быть использованы современные подходы к анализу и синтезу систем управления сложными технологическими процессами, основанные на раскрытии синергетической концепции управления. Особенностью этого подхода является выявление и учет внутренних обратных связей, стабилизирующих процесс обработки. На основании проведенного анализа синтезируется управление, которое представляет собой новые нелинейные отрицательные обратные связи, задачей которых является обеспечение требуемого уровня качества и эффективности технологического процесса при условии асимптотической устойчивости требуемых аттракторов. Результаты исследования. Для моделирования системы и учета влияния параметров двигателей, разработана принципиально новая математическая модель, учитывающая нелинейные процессы изменения сил. Проведен анализ динамики системы управления обработкой металлов точением с оценкой качества технологического процесса. В работе применен синергетический подход для построения оптимальной системы управления технологическим процессом с учетом взаимосвязанности приводов, обеспечивающих вращение заготовки и подачу. Проведен анализ динамики синтезированной системы со сравнительной оценкой прироста качества. Обсуждения и заключения. Синтезированный синергетический закон управления существенно изменил свойства системы управления технологическим процессом обработки металлов точением. Сравнительный анализ полученных зависимостей позволил констатировать существенное повышение точности обработки. При этом синтезированное управление системой асимптотически приближает отклонение припуска к значению, которое задавалось как одна из констант по каналу управления скоростью подачи.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В статье представлены результаты исследований процесса вибрационной обработки деталей в среде стальных шаров. Выявлены технологические возможности обработки. Рассмотрено понятие надежности технологического процесса. Выявлены факторы, оказывающие влияние на выходные параметры объекта управления (технологического процесса) с точки зрения обеспечения его надежности, и показатели, с помощью которых можно оценить надежность технологического процесса. Материалы и методы. В качестве объекта для исследования надежности выбран технологический процесс вибрационной отделочно-упрочняющей обработки в среде стальных шаров, который может осуществляться на операциях упрочнения и отделки деталей, скругления острых кромок, подготовки деталей под покрытия (гальванические, лакокрасочные, резиновые, клеевые и др.). Использовались образцы из различных материалов, применяемых в машино- и приборостроении. Результаты исследования. Получен комплекс моделей формирования показателей надежности технологического процесса, позволяющих обеспечить повышение эффективности обработки и достижение заданной величины и стабильности параметров качества обрабатываемой детали. Установлены зависимости для определения среднего арифметического отклонения профиля шероховатости поверхности, глубины упрочнения и степени деформации, времени обработки. Проведен комплекс экспериментальных исследований, результаты которых подтверждают адекватность теоретических зависимостей. Обсуждение и заключения. Пользуясь комплексом полученных моделей, можно рассчитать величину показателей точности на стадии технологического проектирования, что позволит прогнозировать надежность технологического процесса, принятого к производству.
Бесплатно
Обеспечение точностных параметров движения звена промышленного робота в зоне малой скорости
Статья научная
Введение. Рассматривается трение звеньев подвижности промышленного робота (ПР) производственного механизма (ПМ) с частотно-управляемым электроприводом (ЧУЭП). Цель работы - поиск метода снижения влияния такого трения на статическую погрешность (точность) позиционирования рабочего органа (РО) при движении в зоне малой скорости. Случайный характер изменения сил трения при реализации пуско-тормозных режимов работы асинхронного двигателя (АД) создают трудности в достижении заданных параметров технологического процесса. На валу АД формируются пульсирующие моменты, обусловленные гармониками тока статора АД. Это явление в сочетании с моментом трения подвижных звеньев в направляющих ПР (ПМ) сопровождается ухудшением динамики движения РО (выходного звена ПМ).Материалы и методы. Для корректировки движения РО (выходного звена ПМ) в пуско-тормозных режимах работы АД авторы статьи предлагают использовать двухрежимное управление автономным инвертором напряжения (АИН), обеспечивающее программное управление амплитудами гармоник тока статора АД и соответствующее регулирование пульсирующих моментов на валу АД посредством введения кратной m-подмодуляции несущей частоты (НЧ) АИН.Результаты исследования...
Бесплатно
Статья научная
Предметом данного исследования являются методы управления моментом вентильно-индукторного двигателя. Цель работы - обзор существующих методов снижения электромагнитных пульсаций на валу вентильно-индукторного двигателя. Для классификации методов управления электромагнитным моментом использовался сравнительный анализ существующих подходов к построению систем управления вентильными приводами. Результаты исследования могут применяться при выборе метода управления приводом, обеспечивая баланс между сложностью реализации системы управления и ее эффективностью. На основе сравнительного анализа сделаны выводы об эффективности нейросетевых систем управления моментом с оффлайн обучением, отмечены возможности улучшения данных систем с помощью управления коэнергией магнитной системы привода а также внесения в модель эффектов остаточной намагниченности материалов. Отмечено, что существующие системы, нивелирующие намагниченность материалов привода, снижают средний момент за цикл работы.
Бесплатно
Обоснование выбора способов контроля утечек на газопроводе
Статья научная
Введение. Анализируются эффективные методы обнаружения утечек и учета расхода газа. Целью работы является выбор автоматической системы методов, позволяющей повысить качество контроля утечек и учета расхода газа на магистральных газопроводах.Материалы и методы. Рассмотрены следующие методы обнаружения утечек газа в трубопроводе: по профилю давления, объемно-балансовый, метод акустической эмиссии, метод переменного перепада давления на вынуждающем устройстве, ультразвуковой метод.Результаты исследования. Анализ показывает, что все методы контроля утечек и расхода газа зависят от параметров окружающей среды. Поэтому важной задачей является достижение независимости результатов измерений от изменения параметров среды. У большинства расходомеров изменение плотности, давления и температуры среды существенно сказывается на результатах измерения. Возникающая при этом дополнительная погрешность может достигать больших величин.
Бесплатно
Обоснование выбора упругого элемента для адаптивного режущего долота
Статья научная
Введение. Проблемам адаптивного бурения посвящено множество работ. Большой интерес представляет не только регулирование режимных параметров органов буровых станков в зависимости от физико-механических свойств породы в забое, но и использование адаптации режущего долота с полным или частичным изменением его структуры за счет введения упругих элементов. Целью настоящей работы является обоснование выбора упругого элемента для адаптивного режущего долота, а также определение его параметров. Материалы и методы. Авторами проведены экспериментальные исследования на режущем адаптивном долоте диаметром 160 мм с различными параметрами резиновых образцов. В качестве объекта исследований были использованы резиновые образцы, имеющие следующие варьируемые показатели: твердость резины (по Шору) - от 40 до 75 ед.; высота образца - от 25 до 60 мм; рабочий диапазон усилий сжатия - от 5 кН до 30 кН; формы образцов - параллелепипед сплошной, параллелепипед с боковыми проточками, параллелепипед с внутренними отверстиями, параллелепипед слоистый с толщиной слоя от 6 до 15 мм. На основании результатов проведенных экспериментов выполнено сравнение и обоснование выбора наиболее приемлемого типа и параметров упругого элемента. Результаты исследования. Представлены результаты экспериментальных исследований упругих элементов адаптивных буровых режущих долот. В результате сравнения наиболее распространенных форм амортизаторов установлено, что многослойный элемент наилучшим образом выполняет роль адаптирующей связи. Обсуждение и заключения. В результате исследований установлено, что в адаптивных буровых инструментах в качестве упругого элемента при малых диаметрах долот целесообразно применение резиновых эластомеров. Сформулированы рекомендации по твердости резины, толщине слоев, общей высоте упругого элемента для заданных значений хода подвижной лопасти адаптивного долота.
Бесплатно
