Контроль и испытания. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение
Статья научная
На сегодняшний день снижение количества внезапных отказов и времени нахождения горного оборудования в ремонте является актуальной и приоритетной задачей на всех горнодобывающих предприятиях России. Наибольшую часть затрат составляют расходы, связанные с поддержанием работоспособности карьерных автосамосвалов. Это связанно с повышением цен на новые единицы техники, запасные части, топливо, а также на смазочные материалы. Автосамосвалы являются наиболее распространенным горно-транспортным оборудованием, так как обладают повышенной маневренностью, имеют большую проходимость, а также повышают производительность экскаваторов. На отечественных предприятиях в основном эксплуатируются автосамосвалы, выпускаемые белорусской компанией ОАО «БелАЗ». Они являются хорошо изученными и наиболее подходящими к эксплуатации в современных условиях на угледобывающих предприятиях России. С целью определения возможностей снижения продолжительности нахождения оборудования в ремонте и увеличения времени его работы на разрезе «Черногорский» был произведен анализ данных внезапных отказов карьерных автосамосвалов БелАЗ за период с 2018 года по 2021 год. Все внезапные ремонты были структурированы по группам. Основные агрегаты, включающие в себя узлы трения, были объединены в отдельную группу. Потому что именно от основных агрегатов зависит функционирование карьерного автосамосвала БелАЗ. В ходе анализа базы данных было установлено, что за четыре года средняя доля внезапных отказов, приходящаяся на основные агрегаты, составила от 12 % до 16 %. Несмотря на ежегодное обновление парка новыми автосамосвалами, доля внезапных отказов основных агрегатов остается около 14 %. Авторами были даны рекомендации, позволяющие уменьшить количество и продолжительность простоев карьерных автосамосвалов БелАЗ в ремонте.
Бесплатно
Определение износа шлифовального круга по параметрам вибрации станка
Статья научная
Рассматривается проблема оценки и прогнозирования параметров качества шлифовального круга в эксплуатационных условиях. Величина переменной составляющей силы резания при шлифовании изменяется за счет совокупности процессов, пластической деформации трения и разрушения шлифовального круга и влияет на параметры вибрации станка. Расчет детерминированных параметров случайного процесса вибрации позволяет идентифицировать износ инструмента.
Бесплатно
Определение фактической площади контакта декеля и фактического давления в печатной зоне
Статья научная
Установлено влияние микровыступов шероховатости поверхности печатной формы на деформацию декеля. Для исследования влияния шероховатости поверхности печатной формы на фактическую площадь контакта декеля в печатной зоне учтено взаимодействие микровыступов шероховатости с поверхностью более мягкого материала декеля. Произведен обзор и обсуждены результаты проведенных исследований, посвященных контактным задачам. Для определения фактической площади контакта от приложенной нагрузки учтено распределение микровыступов шероховатости поверхности печатной формы. Разработана методика расчета фактической площади контакта декеля и фактического давления в печатной зоне с учетом шероховатости поверхности печатной формы. По предложенной методике рассчитаны значения фактической площади контакта декеля и фактического давления в печатной зоне. Установлено, что с увеличением нормальной нагрузки фактическая площадь контакта декеля увеличивается. Также увеличение нормальной нагрузки приводит к увеличению фактического давления. Установленные значения фактической площади контакта и фактического давления способствуют образованию упругого насыщенного контакта декеля, который обеспечивает высокое качество оттисков. Полученные по разработанной методике результаты сопоставлены с расчетами по известным зависимостям. При расчетах число выступов, пересеченных средним уровнем, и число вершин выступов, расположенных над средней линией на площади, соответствующей базовой длине, определены соответственно по среднему шагу шероховатости и по среднему шагу между соседними выступами шероховатости. Результаты исследований позволяют произвести правильный выбор печатных форм и декелей при регулировании и эксплуатации печатной машины, а также установить значение фактического давления, обеспечивающее высокое качество оттисков.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено влияние магнитного поля, воздействующего на компоненты топливно-воздушной смеси (топливо и воздух) бензинового двигателя автомобиля, на одновременное снижение токсичных компонентов (оксидов углерода, углеводородов и оксидов азота) в отработавших газах и уменьшение расхода топлива, при движении автомобиля с различной скоростью в городе и за городом.
Бесплатно
Оптимизация профиля лопастей ортогональной ветроэнергетической установки
Статья научная
Описаны аэродинамические характеристики различных профилей лопастей ортогональных ветроэнергетических установок, приведены координаты наиболее технологичного профиля, результаты исследований его механических характеристик и производственных испытаний.
Бесплатно
Основы экспериментального определения прочности рабочих жидкостей
Статья научная
Рассмотрены причины и последствия снижения прочности жидкости. Приведен краткий аналитический обзор экспериментальных работ по описанию явления кавитации и исследованию ее первой стадии - образования несплошности в виде газового (парогазового) пузырька. Освещены и проанализированы результаты собственных исследований, особое внимание при этом уделено методике постановки экспериментов.
Бесплатно
Особенности проектирования армированного реактопласта для подшипников скольжения узлов трения
Статья научная
Применение полимерных композиционных материалов в тяжелона-груженных подшипниках скольжения, работающих без смазки, способствует решению многих технических и экономических проблем. Экономятся дефицитные медесодержащие сплавы, снижается стоимость узла трения, повышается его износостойкость, увеличивается срок эксплуатации машин и уменьшается расход запасных частей. Многочисленные стендовые и эксплуатационные испытания подшипников в различных узлах трения подтвердили правильность и целесообразность использования полимерных композиционных материалов вместо других антифрикционных материалов. В статье приводится алгоритм проектирования армированного реак-топласта, разработанный на основе многолетнего опыта создания и отработки подшипников скольжения.
Бесплатно
Особенности рабочего цикла при работе двигателя на бензаноле
Статья научная
Сравниваются показатели рабочего цикла бензинового двигателя при работе на бензине А-76 и бензаноле.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты регрессионного анализа результатов экспериментального определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей производства ОАО «ПО Алтайский моторный завод» (АМЗ) одного типоразмерного ряда. Сформулированы рекомендации по использованию регрессионных зависимостей для расчетной оценки выбросов оксидов азота.
Бесплатно
Оценка энергии отработавших газов поршневых ДВС, оборудованных каталитическим нейтрализатором
Статья научная
Приведены результаты определения энергетических показателей газов, выбрасываемых в атмосферу из каталитического нейтрализатора (КН), установленного в выпускной системе дизеля КамАЗ-740 в виде многопараметровых характеристик, а также и при его работе на эксплуатационных режимах дизелей грузовых автомобилей при движении по городскому и междугороднему циклам.
Бесплатно
Оценка эффективности пневматической подвески автобуса
Статья научная
При проектировании транспортных средств, предназначенных для перевозки пассажиров, значительное внимание уделяется повышению комфортабельности, в частности, снижению вибронагруженности элементов салона. В статье приведен обзор различных подходов к решению этой задачи: использование активных систем подрессоривания, применение пневмогидравлических рессор, амортизаторов с изменяемыми характеристиками, пневматических систем подрессоривания. В статье рассмотрена система подрессоривания автобуса на базе полноприводного автомобиля «Урал». Отличительной особенностью подвески этой машины является использование пневматических рессор РОСТАР. При этом продольные направляющие рычаги расположены встречно. Предложенная схема пневматической подвески позволила использовать в ходовой части автомобиля широкопрофильные шины увеличенных размеров без увеличения габаритов. С целью проверки эффективности рассматриваемой системы подрессоривания были проведены ходовые испытания. Автобус двигался по грунтовой дороге 4-5-й категории, имеющей выбоины, со скоростью 20 км/час. На корпусе и элементах ходовой системы были установлены датчики-акселерометры. В статье приводится информация об их расположении и особенностях обработки сигналов, а также о других условиях испытаний. По результатам предварительных испытаний выбран диапазон частот для исследований. В результате дальнейших испытаний для сигналов всех датчиков получены средние квадратические значения виброускорений в стандартных октавных и третьоктавных полосах. Анализ эффективности системы подрессоривания выполнен на основе сравнения виброускорений на неподрессоренных массах с виброускорениями в салоне и на рабочем месте водителя. Результаты испытаний подтвердили высокую эффективность предлагаемой системы подрессоривания. Определены диапазоны частот, в которых регистрируются повышенные виброускорения. Предложены мероприятия по их снижению. Разработанная конструктивная схема признана эффективной и рекомендована к использованию в системах подрессоривания автобусов.
Бесплатно
Статья научная
Экспериментально исследовано влияние давления начала впрыскивания топлива на параметры процесса сгорания, мощностные и экономические показатели дизеля с камерой ЦНИДИ. Установлено изменение температуры отработавших газов и удельного эффективного расхода топлива при повышении давления начала впрыскивания топлива.
Бесплатно
Повышение долговечности восстановленных деталей машин на основе управления остаточными напряжениями
Статья научная
Восстановление деталей обеспечивает повторное и неоднократное использование до 70 % изношенных деталей. Восстановление деталей является экономически целесообразным, себестоимость восстановления обычно не превышает 30 % стоимости новых деталей. Однако использование большинства методов и технологий восстановления деталей приводит к снижению их долговечности в сравнении с новыми. Для высоконагруженных валов фактором, определяющим их долговечность, является сопротивление усталости. Первостепенным фактором, влияющим на усталостную прочность детали, является состояние поверхностного слоя. Доминирующее значение в повышении сопротивления усталости восстановленных деталей принадлежит физико-механическим свойствам поверхностного слоя, упрочнению и остаточным напряжениям. В статье рассмотрена технология восстановления деталей с использованием электроконтактной приварки металлической ленты. Получены данные о поверхностных остаточных напряжениях, возникающих в результате приварки покрытия. Результаты измерений показали высокую нагруженность поверхностного слоя. Рассмотрены варианты снижения остаточных напряжений в восстановленных деталях применением поверхностного пластического деформирования и электроконтактного упрочнения. Для повышения долговечности деталей, восстановленных электроконтактной приваркой металлической ленты, рекомендовано применение электроконтактного упрочнения. Применение этого способа позволяет повысить предел выносливости восстановленных деталей в 1,5…2,5 раза.
Бесплатно
Повышение эксплуатационной надежности и долговечности шаботов штамповочных молотов
Статья научная
Предлагается новая конструкция шабота штамповочных молотов, защищенная патентом РФ, обладающая более высокой технологичностью изготовления в сравнении с используемыми шаботами, долговечностью, изготовление и ремонт которой возможно на предприятиях эксплуатирующих молоты, используя универсальное оборудование. Приводятся результаты экспериментальных исследований силового нагружения, выполненных на физической модели.
Бесплатно
Статья научная
Внедрение в конструкцию промышленных тракторов бесступенчатых внешне регулируемых гидростатических и электрических бесступенчатых трансмиссий, а также двигателей внутреннего сгорания с различным управлением подачей топлива открывает широкие перспективы оптимизации работы бульдозеров и других технологических машин на базе промышленных тракторов. Оптимизации, в первую очередь, по расходу топлива. Приведённые в статье материалы включают в себя математическое моделирование трактора в технологическом цикле бульдозирования, постановку задачи оптимального совместного управления двигателем и трансмиссией, отработку алгоритма управления, его реализацию в контроллере, условия и методику проведения испытаний, результаты испытаний, проведенных на полигоне завода «ДСТ-УРАЛ» в с. Калачево и анализ полученных результатов. В итоге проведенной коллективом авторов работы зафиксирован положительный эффект от внедрения разработанной автоматической системы, заключающийся не только в ожидавшейся существенной экономии топлива, но и в повышении ресурса двигателя внутреннего сгорания и насосов гидростатической трансмиссии, в повышении производительности бульдозера, снижении влияния человеческого фактора (квалификации оператора) на производительность трактора, повышении комфорта работы оператора, уменьшении случаев срабатывания системы предохранения двигателя от перегрузок. Имитационное моделирование проведено в среде программирования VISSIM, код для контроллера создан в CoDeSys, испытание автоматической системы реализовано на серийном тракторе-бульдозере производства завода «ДСТ-УРАЛ» D14 класса тяги 14 тонн в августе 2023 г. На изобретение получен патент Российской Федерации № 2783552 «Способ и устройство управления моторно-трансмиссионной установкой промышленного трактора с бесступенчатой трансмиссией». Изобретение внедрено на заводе «ДСТ-УРАЛ».
Бесплатно
Поперечная ребристость на одноклетьевых реверсивных станах холодной прокатки
Статья научная
Одной из проблем при холодной прокатке тонких полос являются автоколебания, возникающие при скоростях прокатки выше 20 м/с. Увеличение амплитуды вибрации происходит настолько быстро, что приходится снижать скорость прокатки или останавливать стан полностью. При холодной прокатке возможно возникновение поперечной ребристости. Поперечная ребристость возникает при автоколебаниях с низким уровнем вибрации, при этом толщина прокатываемой полосы изменяется по гармоническому закону и изменения толщины превышают допустимые величины. Причиной появления автоколебаний являются синхронные колебания последних клетей многоклетьевого стана. На двухклетьевых реверсивных станах холодной прокатки также возможно возникновение поперечной ребристости. Причина - синхронизация колебаний клетей стана. Частота автоколебаний равна собственной частоте станины клетей стана - примерно 100-120 Гц. На одноклетьевых реверсивных станах поперечная ребристость возникает при однопроходной прокатке непосредственно с разматывателя на правую моталку. Параметры колебаний одноклетьевого стана определялись в промышленном эксперименте с использованием беспроводной, мобильной системы вибродиагностики. Определены собственные частоты колебаний станины клети. Частота первой формы - 108 Гц. В спектре присутствуют гармоники до 7-й включительно. Собственная частота разматывателя определялась нестационарным методом с использованием виброаппаратуры фирмы ДИАМЕХ и вибратором в диапазоне частот вращения от 300 до 5000 об/мин. Собственная частота прижимного ролика разматывателя получена экспериментально: ДИАМЕХ - 17 Гц, вибратор - 14-15 Гц, мобильная система диагностики - 11 Гц. Экспериментально получена зависимость изменения частоты автоколебаний от изменения скорости прокатки. Причем частота автоколебаний в три раза превышает частоту вращения рабочих валков и, соответственно, частоту вынужденных колебаний. Получена нелинейная модель отдельно для клети и для разматывателя стана. Определены границы синхронизации и зоны почти периодических колебаний.
Бесплатно
Статья научная
Описаны практические примеры реализации методики имитационного моделирования испытаний для обеспечения надежности элементов ходовой системы быстроходных гусеничных машин. Предложен способ задания типовых внешних воздействий, а также скорости при моделировании движения машины.
Бесплатно
Применение тестового метода при экологическом мониторинге каталитических нейтрализаторов
Статья научная
Из-за ужесточения требований к нормам выбросов транспортных средств система выпуска насыщается дополнительными элементами для поддержания необходимого уровня выбросов - системой рециркуляции отработавших газов (ОГ), каталитическим нейтрализатором (КН), сажевым фильтром и т. д. Введение дополнительных элементов в системе выпуска сказывается на режимах и условиях работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС). При этом процесс диагностирования степени износа КН осложняется из-за наличия множественных связей между структурными и диагностическими параметрами. Эти связи формируются в процессе реализации газообмена между воздухом во впускном тракте, топливно-воздушной смеси (ТВС) в цилиндре и ОГ в выпускном тракте и включают в себя целый ряд физических закономерностей, обуславливающих эти связи. Постепенный износ каталитического нейтрализатора приводит к повышению противодавления в выпускном тракте из-за образования поверхностного нагара, оплавления и разрушения керамических сот, что повышает механические потери и снижает эффективность работы двигателя. В статье представлен тестовый метод, позволяющий осуществлять непрерывный контроль технического состояния каталитического нейтрализатора и с высокой точностью идентифицировать его изменения. В теоретической части исследования рассмотрена методика расчета сопротивления каталитического нейтрализатора с учетом влияния сопротивлений пористого объема, термического сопротивления и сопротивления структуры (вида) материала. В экспериментальной работе анализировались данные при взаимодействии только двух входных параметров - длительность впрыска и эквивалентное сопротивление каталитического нейтрализатора.
Бесплатно
