Preview

НАУКА и ТЕХНИКА

Расширенный поиск
Том 16, № 1 (2017)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21122/2227-1031-2017-16-1

МАШИНОСТРОЕНИЕ 

5-15 667
Аннотация

На основе состава и структуры информационных потоков в технологическом процессе сварки разработаны модели и методы представления данных и знаний и создана база данных и знаний. Информация в базе данных и знаний представлена в виде многоуровневой иерархической структуры, организована по функциональному назначению в виде отдельных файлов. Каждый файл содержит множество таблиц. С использованием математического моделирования и информационных технологий разработана экспертная система для принятия проектных решений при конструировании и технологической подготовке производства сварных конструкций, позволяющая осуществлять технически обоснованный выбор свариваемых и сварочных материалов, типов сварных соединений, способов, параметров и режимов сварки. Разработанная система дает возможность повысить качество принимаемых проектных решений за счет сокращения затрат ручного труда на работу с нормативно-справочной документацией, анализ и оценку множества возможных альтернатив, сократить затраты труда при отработке конструкций на технологичность, обеспечить снижение материалоемкости сварных конструкций и на этом этапе гарантировать бездефектное формирование сварных соединений.

16-20 519
Аннотация

На основе анализа известных способов разделения пруткового сортамента на мерные заготовки установлено, что наиболее эффективным является способ формообразования в нем кольцевой канавки клиновидного сечения пластическим деформированием металла дисковыми ножами, при постепенном углублении которой происходит разрушение сортамента в этой зоне. С целью снижения глубины канавки предложено после ее формообразования производить в этой же зоне локальный изгиб прутка. На основании полученных экспериментальных данных предложена эмпирическая формула, показывающая зависимость угла изгиба оси прутка от глубины кольцевой канавки. Установлено, что наибольшее влияние на угол локального изгиба оси прутка в зоне кольцевой канавки происходит при изменении ее глубины с 0,5 до 3,0 мм. Причем эта зависимость имеет степенной характер. Уменьшение угла локального изгиба оси заготовки для указанного интервала глубин канавки будет находиться в пределах 8,83º–2,23º. Дальнейшее увеличение глубины кольцевой канавки не имеет практического смысла, поскольку угол изгиба оси прутка при этом уменьшается несущественно. Установленная зависимость справедлива для процесса разделения прутков дисковыми клиновидными ножами с локальным изгибом его оси и практически не зависит от исходного диаметра разделяемого сортамента. Поэтому процесс может эффективно осуществляться при глубине канавки, не превышающей 3,0 мм.

21-27 627
Аннотация
Разработан комплекс оборудования для формирования плазменных керамических покрытий, приведены характеристики и результаты тестирования данного комплекса. Методика экспериментов основана на исследованиях структурных элементов композиционных плазменных покрытий системы ZrO2 – Y2О3, полученных с помощью разработанного комплекса оборудования. Один из наиболее эффективных способов защиты деталей от высокотемпературной коррозии и окисления – формирование на их поверхности плазменных теплозащитных покрытий. К теплозащитным покрытиям предъявляются очень жесткие требования: они должны характеризоваться плавным изменением физико-механических свойств (пористости, микротвердости, модулей упругости) в сечении от металлической основы к внешнему керамическому слою; выдерживать многократные циклы теплосмен в пределах от комнатной температуры до температуры эксплуатации; сохранять газонепроницаемость в условиях эксплуатации и обеспечивать при этом достаточно высокий уровень адгезионной прочности. Для реализации новых технологических схем нанесения тепло- защитных покрытий с повышенными эксплуатационными характеристиками разработан, запатентован и изготовлен целый спектр нового оборудования. Предлагаемые авторами плазмотрон ПБГ-1 и порошковый питатель ППБГ-04 имеют минимум в 2–3 раза больше ресурс работы при напылении керамических материалов по сравнению с серий- ным оборудованием фирмы «Плазма-Техник». Это достигается за счет изменения конструкций катодно-анодного узла плазмотрона и подающего узла питателя, способствующих равномерной подаче порошка в плазменную струю и лучшему его проплавлению. В результате получаются более качественные плазменные покрытия, с повышенными эксплуатационными характеристиками: прочность сцепления увеличивается в 1,3–2 раза, коэффициент использова- ния материала – в 1,5–1,6 раза, микротвердость – в 1,2–1,4 раза, пористость уменьшается в 2–2,5 раза.
28-37 613
Аннотация

Представлена принципиальная схема электронного управления дизельным двигателем внутреннего сгорания стандарта Euro-3, описана программно-аппаратная платформа пневматического привода регулятора топливного насоса высокого давления, позволяющая реализовать электронное управление топливоподачей дизельного двигателя КамАЗ-740. В основу концепции электронного управления положена стратегическая зависимость углового положения рычага регулятора топливного насоса высокого давления от углового перемещения электронной педали акселератора. Реализацию указанной зависимости осуществляли путем подачи модулированного широтно-импульсного сигнала определенной скважности от контроллера на обмотку пропорционального электромагнитного клапана, отвечающего за величину давления сжатого воздуха в рабочей полости силового пневмоцилиндра, шарнирно соединенного с рычагом регулятора топливного насоса высокого давления. При этом в цепь управления вводили обратную связь по положению рычага регулятора топливного насоса высокого давления, а управление оборотами коленчатого вала двигателя осуществляли с использованием программного ПИД-регулятора непрерывного действия. Разработанная стратегия дает возможность в режиме реального времени отследить отклонение регулируемого параметра от заданной величины и практически мгновенно выработать управляющее воздействие на исполнительные механизмы для устранения этого отклонения, обеспечивая минимальное время переходного процесса. Настройку параметров регулятора (пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих) производили эмпирическим путем с использованием классического метода Циглера – Никольса, основанного на анализе запаса устойчивости системы автоматического регулирования. Приведены результаты расчета коэффициентов пропорционального интегрально-дифференциального регулятора, а также осциллограммы полунатурного эксперимента по апробации предложенной стратегии управления топливоподачей дизельного двигателя с использованием средств визуализации CoDeSys V2.3.

38-48 2297
Аннотация

Приведены результаты анализа характеристик транспортной системы г. Минска. Показано, что рост автомобилизации вызвал ряд проблем, среди которых: низкая скорость сообщения, плохие режимы движения, наличие перегрузок и повышенный уровень аварийности. Получены соответствующие показатели аварийности для Минска  и некоторых городов мира, позволяющие характеризовать транспортную систему Минска как удовлетворительную. Для улучшения системы и повышения качества дорожного движения необходимо создание интеллектуальной транспортной системы г. Минска. Интеллектуальная транспортная система, являясь общемировым трендом, позволяет кардинальным образом улучшить качество дорожного движения. Автоматизированная система управления дорожным движением и другие подсистемы в составе интеллектуальной транспортной системы – инструменты реализации целей по повышению безопасности и комфорта дорожного движения. Разработаны технологические требования к функционированию целостной системы, касающиеся уровня эффективности, в том числе и аварийности на участках улично-дорожной сети, входящих в создаваемую систему. Модернизация автоматизированной системы управления дорожным движением и ее трансформация в интеллектуальную транспортную систему позволит снизить аварийные, экономические, экологические и социальные потери в дорожном движении не менее чем на 15 % от существующего их уровня, несмотря на постоянный рост автомобилизации в городе. 

49-56 654
Аннотация

Метод измерения химического сопротивления полимера путем погружения образцов в химический реагент – стандартная процедура испытаний, используемая в химической промышленности, стандарты – ASTM D543,  ИСО 155. Такой способ использовался только для сравнительной оценки химического сопротивления различных материалов в ряде типичных реагентов. Результаты, получаемые этим методом, не дают прямой оценки возможности применения данного материала для того или иного изделия, используемого в контакте с различными химическими средами. Необходимо иметь в виду такие ограничения используемых результатов испытаний, как продолжительность воздействия среды, температура и концентрация реагента в среде. Если предполагается применение в условиях, когда изделие непрерывно взаимодействует с жидкостью, то результаты кратковременных испытаний могут использоваться только для исключения наименее подходящих материалов. Оборудование для испытаний включало прецизионные химические весы, микрометр, контейнер для иммерсионной среды, термостат для задания и поддержания необходимой температуры и приборы для измерений физических свойств. Размеры и тип испытуемого образца определяются формой материала, который предназначен для испытаний. При испытаниях в каждом реагенте требуются, по крайней мере, три образца. Для каждого образца измеряются изменения размеров и веса. Образец помещается в контейнер на семь суток в стандартной лабораторной атмосфере, причем он не должен касаться дна или стенок контейнера. 

57-67 664
Аннотация

В статье приведены результаты исследования условий и интенсивности движения транспортных и пешеходных потоков, результаты расчетов уровня загрузки по объектам, расположенным на ул. Макаенка в г. Минске. Объекты образуют район транспортной застройки, в котором предусмотрена реконструкция магистральной улицы  районного значения с учетом развивающейся инфраструктуры, жилой застройки и устройством многофункционального комплекса с торговым, развлекательным, оздоровительным и деловым центрами. Кроме того, планируется строительство двухуровневой подземной парковки и двухуровневой развязки на перекрестке улицы Филимонова и проспекта Независимости в связи с возрастанием транспортной нагрузки на прилегающей близлежащей улично-дорожной сети. Выполнены анализ существующей организации дорожного движения, а также расчет распределения существующего и перспективного уровней загрузки движением после внедрения соответствующих мероприятий по повышению качества, в том числе и безопасности дорожного движения. Осуществлено определение уровней загрузки на улично-дорожной сети с учетом интенсивности движения транспортных потоков для оценки различных вариантов организации дорожного движения. Разработаны варианты транспортной планировки узлов и организации движения, а также светофорного регулирования (в том числе с учетом координированного пропуска транспортных средств). Все это будет способствовать повышению качества и безопасности дорожного движения на исследуемой улице с учетом дальнейшего развития района, уплотнения сложившейся застройки улицы Макаенка и увеличения ее транспортного значения в улично-дорожной сети города Минска. 

68-72 632
Аннотация

В ходе эксплуатации кранов происходит интенсивное изнашивание крановых колес и рельсов. Поэтому повышение работоспособности этих деталей актуально. Перспективным направлением является поверхностная обработка высококонцентрированными потоками энергии: лазерным лучом, плазменной струей. Предлагается применять градиентную поверхностную плазменную обработку с целью повышения работоспособности крановых рельсов.
Для проведения исследований на крановые рельсы наносили упрочненные зоны при разных режимах обработки. Микротвердость измеряли как на поверхности, так и по глубине на специально изготовленных шлифах. Приведены результаты исследования влияния плазменного поверхностного упрочнения на износостойкость крановых рельсов. Изменение параметров плазменной обработки (ток, скорость перемещения плазмотрона, расход плазмообразующего газа аргона) позволяет получать требуемые твердость и структуру стали, а выбор оптимального расположения упрочненных зон дает возможность существенно повысить износо- и трещиностойкость. Плазменная закалка способствует получению структуры высокодисперсного мартенсита преимущественно пластинчатой морфологии и более высокой твердости по сравнению с закалкой токами высокой частоты или наплавкой. Испытаниями на износостойкость углеродистых сталей установлено, что плазменная поверхностная обработка в 2–3 раза снижает интенсивность абразивного изнашивания по сравнению с исходным состоянием. Достаточно резкая граница между упрочненными и неупрочненными участками благоприятно влияет на работоспособность деталей в условиях действия динамических нагрузок, способствуя торможению трещин при переходе из твердого в мягкий металл. Для углеродистых и низколегированных рельсовых сталей плазменное упрочнение по достигаемым свойствам может эффективно заменить закалку токами высокой частоты или наплавку. Установлен диапазон режимов плазменной обработки, который позволяет получить поверхностный слой с определенным комплексом эксплуатационных свойств.

73-82 584
Аннотация

Для сравнения работы трактора с электромеханической трансмиссией при установке накопителей и без  их установки использовали зависимость момента Mк на колесах трактора от теоретической скорости движения  трактора vт при работе тягового асинхронного электродвигателя на номинальном и предельно возможном режимах. Также были рассмотрены графики зависимости потребляемой тяговым асинхронным электродвигателем активной мощности и ее потерь от теоретической скорости движения трактора. При работе тягового асинхронного электродвигателя трактора без использования накопителей момент на колесах трактора ограничен: максимально возможным моментом электродвигателя при данной частоте питающего напряжения; максимальным значением мощности двигателя внутреннего сгорания, которая может быть передана тяговому асинхронному электродвигателю; сцеплением колес с опорной поверхностью. При работе тягового асинхронного электродвигателя трактора с использованием накопителей есть возможность кратковременно потребить мощность без учета второго ограничения, поскольку может быть использована мощность не только двигателя внутреннего сгорания, но и запасенная в накопителях энергии. Произведено сравнение характеристик при работе трактора как только на высшей передаче, так и на всех передачах (их две). Для всех возможных случаев (работа с накопителями и без них только на высшей передаче, работа с накопителями и без них при использовании всех передач) проанализирована работа трактора 5-го класса на различных операциях: при пахоте, севе, культивации, бульдозерных работах, транспортном режиме. При этом использовали оборудование, агрегатируемое с трактором 5-го класса.

83-88 585
Аннотация
В статье отражены результаты исследования процесса взаимодействия ведущего колеса с грунтовой поверхностью, приведена методика оптимизации системообразующих параметров последнего. Указанный процесс отличается рядом особенностей от процесса качения колеса по твердой поверхности. Грунтовая поверхность представляет собой смесь песчаных и глинистых частиц вместе с растительными остатками и обладает рядом физико-механических свойств, основным из которых является сопротивление почв сжатию и сдвигу. Процесс сжатия определяет глубину колеи и сопротивление движению, а процесс сдвига – сцепные свойства колеса и его касательную силу тяги. При выполнении исследований использованы законы сжатия и сдвига, предложенные профессором В. В. Кацыгиным, как наиболее адекватно отображающие реальные процессы. Движение ведущего колеса по грунтовой поверхности сопровождается буксованием. Выяснено, что наибольшая сила тяги колеса образуется не при стопроцентном буксовании, как считали до сих пор, а при 45–60 % в зависимости от категории почв. Разработанные с учетом этого обстоятельства интегральные уравнения дают возможность рассчитать тягово-сцепные качества ведущих колес проектируемого колесного трактора и оценить его тяговые, скоростные и экономические свойства. Разработана методика оптимизации системообразующих параметров колесного движителя проектируемого трактора, таких как конструктивная и сцепная массы, ширина, диаметр и давление воздуха в шине. Предложенная методика внедрена в практику проектирования колесных тракторов в ОАО «Минский тракторный завод».


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-1031 (Print)
ISSN 2414-0392 (Online)