Надежность, ресурс и диагностика машин и их компонентов
Баранов, А. В. Надежность и диагностика технологических систем : учебное пособие / А. В. Баранов. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. – 144 с. : ил., табл. – Библиография: с. 143–144 (20 назв.).
Рассмотрены основные проблемы надежности технологических систем, возникающие на стадии проектирования, изготовления и эксплуатации. Основное внимание уделено общим закономерностям потери оборудованием работоспособности. Рассмотрены методы прогнозирования надежности, модели отказов, испытания на надежность, диагностики технологических систем. Очерчен круг вопросов, которыми занимается наука о надежности машин, представлена методология этой отрасли знаний, рассмотрены многие коренные вопросы оценки и прогнозирования надежности, позволяющие получить экономический эффект от их применения в практике.
Брицын, С. В. Оценка работоспособности пар трения аксиально-поршневого насоса на основе уточненной динамической модели / С. В. Брицын, М. В. Рябинин, А. А. Волосатов // Справочник. Инженерный журнал. – 2024. – № 6. – С. 15–26. – Библиография: 10 назв.
Представлен способ проверки работоспособности основных пар трения аксиально-поршневого насоса. Для описания силового взаимодействия деталей трибологических пар составлена уточненная динамическая модель, которая позволила численно рассчитать классические критерии работы пары трения в заданных условиях. Указано, что в динамической модели использовалась рассчитанная теоретическая индикаторная диаграмма, процесс коммутации рабочей жидкости, вид нагружения насоса и силовое взаимодействие деталей пар трения. Приведены сравнительные результаты расчета критериев работоспособности основных пар трения, определяемых по классическим методикам и по составленной динамической модели.
Булавка, Ю. А. Совершенствование алгоритма проведения неразрушающего контроля оборудования, работающего под избыточным давлением / Ю. А. Булавка, К. Ю. Кожемятов // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В, Промышленность. Прикладные науки. Серыя В, Прамысловасць. Прыкладныя навукі. Series B, Industry. Applied sciences. – 2024. – № 1. – С. 101–106. – (Химические технологии). – Библиография: 12 назв.
Выполнен комплексный анализ правил по обеспечению промышленной безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением. Разработан алгоритм проведения неразрушающего контроля оборудования, работающего под избыточным давлением на нефтеперерабатывающем предприятии, при возникновении технико-экономических сложностей с проведением внутреннего осмотра, связанного с выгрузкой и загрузкой катализатора, адсорбента или иного вещества, насадки, других внутренних устройств, для выгрузки которых необходима пропарка, способная привести к ухудшению свойств, потере каталитической активности и адсорбционной емкости, механическому разрушению, невозможности регенерации после контакта с атмосферным воздухом и потребует их замены. Отмечено, что внедрение предлагаемого комплекса мер проведения неразрушающего контроля оборудования, работающего под избыточным давлением на нефтеперерабатывающем предприятии, будет способствовать повышению уровня промышленной безопасности, снижению риска возникновения аварий, инцидентов и травм на производстве.
Галушко, В. Н. Новые методы диагностики технического состояния асинхронного двигателя на основе 3D-моделирования электромагнитных и тепловых процессов / В. Н. Галушко, Д. В. Мирош, А. Н. Пехота // Промышленная энергетика. – 2024. – № 5. – С. 35–42. – Библиография: 14 назв.
Рассмотрены основные результаты исследований по диагностике технического состояния асинхронного двигателя с использованием электромагнитных и тепловых процессов. Представлен анализ основных факторов, оказывающих влияние на методы расчета с учетом скорости старения, температуры и распределения температурного поля, а также срока службы изоляции. Дана комплексная оценка результатов исследования по разработке и применению 3D-моделирования электромагнитных процессов с использованием специальных программ, в интерактивном режиме без описания сложных векторных уравнений теории поля, используя при этом происходящие тепловые процессы. Определено совокупное влияние на срок службы изоляции факторов, которые позволяют усовершенствовать конструкцию с учетом характеристик электротехнической стали и эксплуатационной температуры обмоток, а также создать предпосылки для более точных прогнозов при оценке остаточного ресурса изоляции на основе температурных полей.
Гурский, А. С. Совершенствование дистанционной диагностики ячеек высоковольтной аккумуляторной батареи / А. С. Гурский // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В, Промышленность. Прикладные науки. Серыя В, Прамысловасць. Прыкладныя навукі. Series B, Industry. Applied sciences. – 2024. – № 1. – С. 79–88. – (Транспорт). – Библиография: 3 назв.
Рассмотрены способ и устройство дистанционной диагностики ячеек высоковольтной аккумуляторной батареи (ВАКБ) электрических автотранспортных средств. Показаны методы использования полученных данных при диагностировании электрических автотранспортных средств, а также при их конструировании, техническом обслуживании и ремонте. Сделан вывод, что совершенствование дистанционной диагностики отдельных ячеек и всей ВАКБ путем интегрирования преобразованных данных во внутреннюю сеть данных и передачи на сервер телематических услуг с последующей обработкой данных позволит оперативно выявлять проблемные ячейки, предупреждая тем самым отказы или сбои в работе ВАКБ, планировать выполнение текущего ремонта, корректировать нормативы технического обслуживания, а также прогнозировать состояние ВАКБ для приближения ее к идеальному ресурсу. Также приведены примеры использования этих данных для корректирования режимов работы на маршруте и выбора маршрутов по фактическому состоянию для отработки максимально-возможного количества циклов заряд-разряд. Созданы алгоритмы чтения данных, формирования комплекса диагностических параметров и пакета данных для интегрирования во внутреннюю шину данных и отправки на сервер.
Иванов, А. С. Программное обеспечение диагностирования гидросистем транспортно-технологических машин / А. С. Иванов, Н. И. Сергеев, В. В. Лянденбурский // Мир транспорта и технологических машин. – 2024. – № 1/1. – С. 94–101. – (Эксплуатация автомобильного транспорта). – Библиография: 21 назв.
Рассмотрен метод обеспечения контроля гидроагрегатов по контрольным точкам гидропривода во время переходных процессов. Предложена уточненная математическая модель процессов изменения давления в замкнутых полостях гидроприводов в зависимости от технического состояния гидропривода и гидрораспределителя. Представлен прибор, разработанный на базе электронных плат Arduino, который позволяет представить мастеру-диагносту необходимый объем информации о диагностических параметрах на мониторе для подготовки заключения по техническому состоянию элементов гидросистемы.
Игнатьев, А. А. Надежность и диагностика автоматизированных технических и технологических систем : учебное пособие / А. А. Игнатьев, В. А. Добряков, Е. А. Сигитов. – Москва : Инфра-Инженерия, 2024. – 154 с. : ил., цв. ил., табл. – Библиография: с. 151–154 (49 назв.).
Изложены основные понятия, термины и определения надежности и технической диагностики. Приведены методические основы обеспечения технологической надежности автоматизированных металлорежущих станков и принципы организации их контроля и диагностирования как сложных технических систем. Изложены методы измерения диагностических параметров и математическое обеспечение систем контроля и диагностирования автоматизированных станков. Рассмотрена экспертная система поддержки процесса диагностирования прецизионного токарного модуля.
Катаев, А. В. Развитие современных способов диагностирования автотракторной техники / А. В. Катаев // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. – 2024. – № 5. – С. 27–31. – Библиография: 13 назв.
Рассмотрены пути достижения результатов различных способов диагностирования на разных этапах развития техники – от уровня первых тракторов и комбайнов до современных беспилотных комплексов. Для достижения цели решены следующие задачи: рассмотрены особенности конструкции и способы определения технического состояния; представлен практический анализ способов диагностирования на разных уровнях на примере сельскохозяйственной и грузовой техники. Доказано, что, несмотря на наличие всех современных технологий, методик и инструментов для определения технического состояния, специалистам необходимо прибегать и к различным способам, в том числе и к органолептическому осмотру, который подразумевает использование только наработанного опыта.
Нгуен Чонг Минь. Повышение надежности гидравлических систем строительных машин с помощью дистанционной диагностики / Нгуен Чонг Минь // Грузовик. – 2024. – № 2. – С. 26–28. – (Эксплуатация. Ремонт). – Библиография: 12 назв.
Рассмотрен вопрос повышения надежности гидросистемы строительных машин на основе дистанционной диагностики. Показаны преимущества предложенной методики, которая позволяет оптимизировать работу конструктивных элементов гидросистемы, повышая надежность строительных машин при эксплуатации. Сделан вывод о том, что мониторинг технического состояния ключевых конструктивных элементов строительных машин в режиме реального времени помогает предотвратить отказы, непредвиденные затраты, повысить ресурс и уровень безопасности работы строительных машин.
Рынкевич, С. А. Активный мониторинг сложных элементов гидромеханических передач мобильных машин / С. А. Рынкевич // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В, Промышленность. Прикладные науки. Серыя В, Прамысловасць. Прыкладныя навукі. Series B, Industry. Applied sciences. – 2024. – № 1. – С. 71–78. – (Транспорт). – Библиография: 3 назв.
Отражены вопросы активного мониторинга и диагностирования технического состояния мобильной машины, оснащенной гидромеханической трансмиссией. Рассмотрены факторы, влияющие на снижение КПД машины и ухудшение работоспособности трансмиссии. Отмечено, что основными процессами, способствующими утрате работоспособности гидромеханической трансмиссии, являются трение и изнашивание рабочих поверхностей деталей и их сопряжений; усталостные процессы в деталях, подверженных действию переменных нагрузок; старение материалов. Названы причины возникновения дефектов и характер их проявления в гидромеханических трансмиссиях, указаны мероприятия по непрерывному и активному мониторингу неисправностей в автоматических коробках передач. Установлено, что для проведения активного мониторинга автоматизированных механических и гидромеханических трансмиссий, имеющих сложные элементы взаимодействия зубчатых передач, необходимо получить взаимозависимости между диагностическими параметрами и критериями оценки технического состояния для того, чтобы данную информацию реализовать в алгоритмах мониторинга и диагностики мобильного применения.
Компьютерное моделирование и виртуальные испытания машин и их компонентов. Мехатронные и интеллектуальные системы
Афанасьев, А. В. Компьютерное моделирование условий работы дисков борон / А. В. Афанасьев, Д. Б. Слинко, В. А. Денисов // Технический сервис машин. – 2024. – № 2. – С. 71–76.
Рабочие органы почвообрабатывающих машин, в том числе диски борон, во время обработки почвы сильно изнашиваются и выходят из строя. В основном их упрочняют на стадии изготовления для повышения износостойкости. Проведение испытаний для проверки их работоспособности с целью выбора наиболее эффективных технологий упрочнения требует больших временных и материальных затрат. Современной альтернативой этим испытаниям служит использование компьютерного моделирования на начальной стадии выбора и разработки технологий упрочнения. Исследуется и оценивается степень влияния технологических факторов на износостойкость рабочих органов почвообрабатывающих машин, в частности, дисков борон, при помощи средств компьютерного моделирования. Проводится компьютерное моделирование условий их работы при помощи метода вычислительной гидродинамики посредством использования программы SOLIDWORKS Flow Simulation для оценки эффективности и выбора различных технологий упрочнения. Создаются твердотельные модели дисков, которые использовали при симуляции условий работы дисков борон с различными параметрами. В результате моделирования получаются картины распределения давления, представляющие из себя цветной градиент на выбранной поверхности модели, показывающий величины давления почвы на диск. Показывается распределение давления на диск бороны для диска в заводском исполнении и с упрочняющими валиками при различных углах атаки 10, 15 и 20 градусов и скоростях 6, 12 и 24 километров в час. Выявляются моменты распределения давления на диск с различными геометрическими параметрами нанесенных упрочняющих валиков. (Выводы) При всех представленных различных технологических факторах диски борон с упрочняющими валиками показывают уменьшение давления почвы на их поверхность. Указывается, что наиболее сильно снижается давление почвы на диск при нанесении валиков шириной 6 и высотой не более 2 миллиметров.
Басенко, В. Р. Создание компьютерной модели синхронного двигателя для реализации проекта «Создание серии электродвигателей с модернизированным ротором для электротранспорта малой мощности» / В. Р. Басенко, Т. И. Петров, А. Р. Ибрагимова // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2024. – № 2. – С. 46–54.
Задачи создания современных синхронных двигателей с постоянными магнитами требуют решения технических задач совместно с экономическими реалиями. Ввиду использования постоянных магнитов в конструкции синхронных двигателей их стоимость ограничивает их промышленное применение. Поэтому стоит актуальный вопрос оптимизации конструкции синхронных двигателей, которую можно решить путем изменения топологии. Приводится вариант создания более экономичных синхронных двигателей с постоянными магнитами (СДПМ) в электротранспорте малой мощности. Подчеркивается, что данное решение позволит уменьшить массо-габаритные параметры и увеличить удельную мощность, которые являются важными показателями для электротранспорта. Для модернизации современных синхронных двигателей предлагается метод комплексной топологической оптимизации на основе генетического алгоритма. Рассматривается компьютерная модель в виде расчета электромагнитных полей в статоре и роторе синхронного двигателя с постоянными магнитами. Моделирование параметров синхронных двигателей с постоянными магнитами имеет малую степень разработанности в отечественном машиностроении ввиду отсутствия развитой инфраструктуры в области электрического транспорта малой мощности, создание отечественных разработок в данной области носит стратегический характер.
Безъязычный, В. Ф. Разработка методики экспресс-анализа отклонений профиля пера лопаток вентилятора с помощью методов сжатия и преобразования информации / В. Ф. Безъязычный, К. А. Виноградов, О. В. Виноградова // Справочник. Инженерный журнал. – 2024. – № 5. – С. 43–53.
В рамках реализации концепции «цифрового двойника» газотурбинного двигателя (ГТД) предложена методика анализа отклонений профиля пера лопаток вентилятора на примере исследовательской партии с помощью методов сжатия и преобразования информации. Указывается, что это позволит обнаружить некорректно измеренные лопатки, сопоставить координаты изготовленного профиля с заданными по чертежу одновременно по всем контролируемым сечениям лопатки, проводить оперативный анализ и принятие решений о необходимости учета фактической геометрии лопаток в расчетных моделях «как изготовлено». Подчеркивается, что будет возможно передавать полученные результаты в модуль цифровой платформы создания цифровых двойников для проведения виртуальных испытаний фактической конфигурации узла или ГТД в целом.
Зайцева, Ю. С. Методы искусственного интеллекта для задач управления робототехническими и мехатронными системами: обзор / Ю. С. Зайцева // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2024. – № 1. – С. 41–56.
Дан обзор последних разработок по управлению мехатронными системами. Показана связь методов классической теории автоматического управления и машинного обучения. Кратко описаны такие известные методы классической теории управления, как оптимизация, адаптация и нечеткая логика, на основе которых построены искусственные нейронные сети и обучение с подкреплением. Рассмотрены последние достижения по применению интеллектуального управления для актуальных задач в различных областях техники. Анализ литературы показал, что будущие исследования направлены на все большую степень автоматизации и автономии объектов управления, а их свойства и характер функционирования должны приблизиться к человеческим очертаниям интеллекта.
Капитонов, А. В. Расчет и компьютерное моделирование напряжений и деформаций планетарных шариковых и роликовых передач / А. В. Капитонов // Вестник Брестского государственного технического университета. – 2024. – № 1. – С. 120–124.
Рассмотрены вопросы, связанные с оценкой напряжений и упругих деформаций в планетарных шариковых и роликовых передачах. На основе методов определения контактных напряжений и деформаций соприкасающихся тел разработана методика и предложены математические зависимости расчета контактных напряжений и перемещений деталей зацепления этих передач от действия нормальных сил. Представлены значения наибольших контактных напряжений и деформаций звеньев планетарной шариковой и роликовой передачи, полученные расчетом по разработанной методике и характеризующие нагрузочную способность и точность передачи. Разработаны компьютерные модели, позволяющие рассчитать контактные и изгибные напряжения и деформации и дать оценку напряженно-деформированного состояния исследуемой роликовой передачи с учетом действующих одновременно на детали зацепления внешних нормальных сил.
Концептуальное проектирование стартера генератора на базе виртуальной среды АСТРА-9 / А. Ю. Ткаченко [и др.] // Вестник Московского авиационного института. – 2024. – № 1. – С. 114–122.
Проведение испытаний газотурбинных установок является неотъемлемой частью производства и доводки современных авиационных двигателей, а также процесса подготовки высококвалифицированных кадров. Рассматривается модернизации виртуальной лаборатории по испытаниям на базе САЕ-системы АСТРА и подборе оптимальной пусковой мощности стартера для малоразмерного газотурбинного двигателя, с учетом предъявляемых требований. Использование современных компьютерных технологий открывает возможности к проведению испытаний на неустановившихся режимах, моделированию поведения двигателя в экстремальных и нестандартных условиях. Модернизированная версия программы позволяет снизить временные и финансовые затраты на подготовку и проведение натурных испытаний двигателей, а также проводить исследования двигателя на переходных режимах для подбора оптимальных значений. Указывается, что она также включает в себя характеристики узлов двигателя малой размерности, что позволяет более точно настраивать модели для исследования их рабочего процесса.
Максимов, Р. О. Разработка математической модели виртуального испытательного полигона и ее программная реализация в Simcenter AMESim / Р. О. Максимов // Грузовик. – 2024. – № 1. – С. 13–17.
Приведена математическая модель 3D-поля неровностей дорожного основания случайного профиля с описанием технологии моделирования. В программном комплексе Simcenter AMESim реализован универсальный блок для моделирования виртуального испытательного полигона с возможностью имитации дорожных оснований различных категорий неровностей. Указано, что созданная модель универсальна и предназначена для проведения виртуальных испытаний различных типов транспортных средств при движении по различным типам опорных оснований. С помощью имитационного моделирования динамики транспортных средств при движении по полям неровностей стало возможным измерение, сравнение, контроль и регулирование широкого спектра различных параметров автомобилей. Определено, что реализованный блок может быть внедрен в имитационные модели автомобилей любого уровня сложности, созданные в Simcenter AMESim, для проведения виртуальных испытаний динамики транспортных средств в условиях, приближенных к действительности.
Мокрицкий, Б. Я. Диагностика инструментальных материалов по результатам моделирования покрытий инструментального материала / Б. Я. Мокрицкий, А. А. Скрипилев // Контроль. Диагностика. – 2024. – № 2. – С. 30–38.
Рассмотрены вопросы исследования адгезионных свойств монослоев, последовательно осаждаемых на твердый сплав ВК8. Исследованы адгезионные свойства слоев Ti, TiN и (Ti, Cr, Al)N между собой и с твердым сплавом WC92-Co8. Изучена зависимость энергии адгезии титана к поверхностям WC и Co в зависимости от толщины (от одного до трех атомных слоев) нанесенного слоя титана. Для четырех вариантов структуры соединения (Ti, Cr, Al)N вычислена энергия адгезии этого соединения к поверхности TiN. Разработан подход к прогнозированию рациональных покрытий. Указано, что он состоит в расчете (контроле) энергии адгезии и использовании величины энергии адгезии для диагностирования рационального варианта покрытия для инструментального твердого сплава ВК8.
Чижик, С. А. Проектирование мехатронных станочных комплексов для гибридного производства изделий / С. А. Чижик, М. Л. Хейфец, Н. Л. Гецкий // Проблемы машиностроения и автоматизации. – 2024. – № 1. – С. 94–99.
Рассмотрены перспективы развития комплексов технологического оборудования. Предложено проектирование мехатронных систем станочных комплексов начинать с анализа информационных связей в гибридном производстве, включающем традиционные и аддитивные технологии. Рекомендовано использовать последовательности критериев переноса для анализа процессов образования структур материала и поверхностного слоя изделия при термомеханической и электрофизической обработке. Показана организация обратных связей при управлении технологическим оборудованием с использованием дополнительных воздействий потоками энергии. Предложено выбирать числовое программное управление и проектировать станочное оборудование, как мехатронный комплекс, с учетом прямых и обратных связей в технологической системе. Комплекс гибридного технологического оборудования, его модули и узлы, рекомендовано проектировать в качестве устройств компьютерной периферии, построенных по архитектуре ЭВМ.
Материаловедение и инженерия поверхности
Алисин, В. В. Влияние температуры на фреттинг-изнашивание стальных поверхностей / В. В. Алисин, А. И. Лукьянов, М. Н. Рощин // Вестник машиностроения. – 2024. – № 2. – С. 144–147. – (Технология машиностроения). – Библиография: 12 назв.
Предложен способ защиты трибосопряжений от фреттинг-изнашивания при повышенных температурах, которые исключают применение смазочных материалов. Показано, что при фреттинг-изнашивании стальных пар трения температура является основным фактором, влияющим на износостойкость сопряжения. Разработана установка для испытаний образцов на фреттинг-изнашивание при нагревании. Экспериментально определяли износостойкость стального образца при фреттинге в трибосопряжении с нагреванием до 200°С.
Вулых, Н. В. Моделирование упругопластической деформации микропрофиля при ортогональном стесненном нагружении в зависимости от толщины подложки / Н. В. Вулых // Вестник машиностроения. – 2024. – № 5. – С. 398–403. – Библиография: 12 назв.
Исследовано локальное пластическое деформирование поверхностей деталей после лезвийной обработки. Установлено, что формоизменение микронеровностей при степенях деформации, сопоставимых с высотой исходного микропрофиля, при варьировании толщины подложки, влияет на угол при основании деформированного микропрофиля, относительную длину сглаженного участка и перемещение точки впадины микропрофиля при стесненных условиях нагружения.
Ипатов, А. Г. Повышение эффективности турбокомпрессоров ДВС модификацией подшипниковых сопряжений / А. Г. Ипатов, А. В. Малинин, С. Н. Шмыков // Ремонт. Восстановление. Модернизация. – 2024. – № 5. – С. 8–12. – Библиография: 12 назв.
Представлен инновационный метод снижения трения и износа в подшипниковых сопряжениях турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Указано, что повышение триботехнических свойств достигается синтезом на поверхности вала турбокомпрессора тонкого керамического покрытия на основе оксида висмута и оксида марганца. Керамическое покрытие было синтезировано короткоимпульсной лазерной обработкой порошковых материалов. Характеристики турбокомпрессора с модифицированным подшипниковым сопряжением подтвердили высокую эффективность и обеспечили работоспособность без интенсивной смазки в течение 500 циклов по схеме старт-стоп. Подчеркнуто, что простота и надежность этого метода модификации подшипниковых сопряжений предлагают новаторский и многообещающий подход для широкого спектра применений.
Исследование деформирующих воздействий инструмента на обрабатываемые поверхности и стружку в процессе физического моделирования шевингования-прикатывания цилиндрических зубчатых колес / А. В. Сидоркин [и др.] // СТИН. – 2024. – № 7. – С. 2–7. – Библиография: 15 назв.
Рассмотрены основные вопросы, связанные с результатами проведенного экспериментального исследования, направленного на моделирование процесса шевингования-прикатывания цилиндрических зубчатых колес, в процессе точения специальным комбинированным режуще-деформирующим инструментом – резцом цилиндрической заготовки, разделенной на рабочие участки. Существенное внимание уделено анализу результатов эксперимента, позволяющему, в лабораторных условиях, промоделировать процесс зубообработки достаточно большой партии зубчатых колес. Определены основные количественные параметры силового воздействия, возникающего в процессе обработки, на участки заготовки – микротвердость, стружку, удаляемую с обрабатываемых участков, коэффициент усадки. Выявлены взаимосвязи указанных параметров с процессом износа инструмента.
Исследование свойств высокоэнтропийных покрытий на режущем инструменте / М. Ш. Мигранов [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2024. – № 6. – С. 284–288. – Библиография: 12 назв.
Представлены результаты теоретико-экспериментальных исследований, направленных на повышение эффективности лезвийной обработки жаропрочных и жаростойких хромоникелевых сплавов на основе применения высокоэнтропийных покрытий на металлорежущем инструменте, полученных путем использования высокоэнтропийных катодов-мишеней для их нанесения. Методически работы проведены в несколько взаимосвязанных последовательных этапов: разработка и получение высокоэнтропийных покрытий с последующим изучением их свойств и состава и разработка технологии и режимов нанесения высокоэнтропийных износостойких покрытий. Так же был осуществлено проведение высокотемпературных триботехнических испытаний и износостойкостных исследований при фрезеровании.
О применении термоплазменной обработки при изготовлении смарт-инструмента в практике промышленных предприятий / А. А. Ерузин [и др.] // Черная металлургия. – 2024. – № 2. – С. 37–45. – Библиография: 11 назв.
Предложена инновационная комплексная технология вакуумной термообработки в связи с необходимостью импортозамещения дорогого импортного инструмента (фрезы корпусные, монолитные; сверла; развертки; метчики; протяжки; мерительный инструмент и т. п.). Указано, что ее применение позволило повысить не только механические свойства в результате объемного упрочнения, но и качество поверхности, в дальнейшем обеспечивающее необходимые свойства и технологию финишной термоплазменной обработки с нанесением специальных смарт-покрытий. Разработан ряд рекомендаций по нанесению смарт-покрытий различного химического состава при вакуумной термообработке. Так нитриды и карбонитриды рекомендовано использовать в качестве износостойкого покрытия для режущего инструмента, применять на инструменте для обработки углеродистой, упрочненной или цементированной стали, а также чугуна, алюминиевых сплавов и цветных металлов в таких технологических операциях, как сверление, фрезеровка, точение, торцовка, резка, формовка, нарезание резьбы, чеканка. Указано, что оксинитриды (СrONAl, AlTiNO, TiСrON, TiNAlO) имеют общую брутто-формулу МxOyNz, где М – Ti, Zr, Сr, Al, Nb, Ta, V, W, Si, и используются в качестве износостойких, термобарьерных покрытий для обработки закаленной и упрочненной стали в ходе сверления, фрезеровки, точения, резки c увеличенной подачей. Подчеркнуто, что алмазоподобные пленки (DLC – Diamond-Like Carbon, W-DLC – W-containing Diamond-Like Carbon) используются в качестве износостойких, антиадгезионных покрытий и могут применяться в любых технологических операциях при обработке этих металлов.
Плазмохимическое модифицирование стеклокремнезита на основе отходов обогащения железистых кварцитов КМА / С. Б. Бессмертный [и др.] // Перспективные материалы. – 2024. – № 3. – С. 45–54. – Библиография: 16 назв.
Исследованы отходы обогащения железистых кварцитов КМА для использования в качестве основного сырьевого материала при получении огненнополированного стеклокремнезита. Изучены закономерности формирования фазового состава стеклокремнезита с образованием кристаллических фаз гематита и гиперстена. Проведены экспериментальные исследования стеклокремнезита методами рентгенофазового, дифференциально-термического анализов и ИК-спектроскопии. Предложен механизм формирования фазового состава стеклокремнезита. Показаны преимущества разработанной технологии по сравнению с аналогами. Установлено, что после плазмохимического модифицирования существенно повышаются такие эксплуатационные показатели лицевой поверхности стеклокремнезита как водостойкость, кислотостойкость, щелочестойкость и твердость.
Попов, А. Н. Алгоритм оценки 3D параметров цифровой модели поверхности / А. Н. Попов, П. А. Мельников, И. Н. Бобровский // СТИН. – 2024. – № 5. – С. 16–19. – Библиография: 9 назв.
Рассмотрен алгоритм определение параметров цифровой модели 3D поверхности в соответствии с ГОСТ-25178-2-2014.3267 «Геометрические характеристики изделий (GPS)» на примере поверхности, обработанной абразивным инструментом. Подчеркнуто, что микрогеометрия рабочих поверхностей деталей машин играет важную роль в обеспечении их долговечности, надежности и эффективности в работе. Определено, что разработанные модели позволят на стадии проектирования технологического процесса управлять параметрами процесса обработки в целях получения необходимых геометрических показателей обработанной поверхности. Актуальность постановки задачи обусловлена тем, что микрорельеф поверхности определяет площадь реального контакта, коэффициент трения, способность удерживать смазочный материал и способность рабочей поверхности выдерживать износ под воздействием нагрузки. Установлено, что оптимизация микрогеометрии может привести к снижению износа, улучшению эффективности и повышению надежности механизмов.
Структура и механические свойства a-C покрытий, осажденных из импульсной углеродной плазмы на нагретый подслой Ni / Д. Г. Пилипцов [и др.] // Проблемы физики, математики и техники. – 2024. – № 1. – С. 36–43. – (Физика). – Библиография: 26 назв.
Определены особенности морфологии, фазового состава и механических свойств углеродных покрытий, осажденных из импульсных потоков углеродной плазмы на подложки, содержащие подслои никеля, при изменении ее температуры до 350° С. Установлено, что термообработка Ni подслоев незначительно влияет на их твердость и модуль упругости, приводит к повышению в 1,75 раза шероховатости RMS и более чем в 4 раза размера зерна. Указано, что фазовый состав Ni/a-C покрытий, осажденных на нагретые подслои никеля, характеризуется более высокой плотностью Csp2 кластеров, при этом с ростом температуры нагрева подложки происходит значительное снижение шероховатости. Методом инструментального наноиндентирования установлена структурная и фазовая неоднородность покрытий, проявляющаяся в немонотонном изменении модуля упругости и твердости при увеличении глубины индентирования.
Талако, Т. Л. Синтез материалов с участием механически активируемых экзотермических реакций : [монография] / Т. Л. Талако ; Национальная академия наук Беларуси, Отделение физико-технических наук. – Минск : Беларуская навука, 2024. – 233, [2] с. : ил., цв. ил., схемы, табл. – Библиография: с. 189–234 (906 назв.).
Рассмотрены вопросы влияния предварительной механической активации реакционной шихты на процессы синтеза с участием самоподдерживающихся экзотермических реакций. Представлена информация об особенностях обработки материалов в энергонапряженных аппаратах-активаторах, механически стимулированных реакциях, механоактивируемом самораспространяющемся высокотемпературном синтезе, перспективных технологиях консолидации экзотермически реагирующих реакционных смесей. С использованием экспериментальных данных, полученных методами исследований высокого разрешения, выполнен систематический анализ фазо- и структурообразования в механоактивируемых системах и изложены существующие представления об эффектах и механизмах влияния механоактивации на синтез перспективных материалов.
Нано-, многофункциональные, композиционные и «умные» материалы
Брундуков, А. С. Сравнение механических характеристик полиэфирэфиркетона и стеклонапополненных композитов на его основе при статическом сжатии / А. С. Брундуков, П. Н. Гракович, И. С. Шилько // Полимерные материалы и технологии. – 2024. – № 2. – С. 83–88. – Библиография: 12 назв.
Проведено сравнение двух методов переработки полиэфирэфиркетона (ПЭЭК) и стеклонаполненных полимерных композиционных материалов (ПКМ) на его основе: экструзии и холодного прессования с последующей термической обработкой в свободном состоянии. Последний метод предложен как альтернативный. Определение механических характеристик осуществлено при статическом сжатии цилиндрических образцов. Для определения плотности исследуемых материалов применялся метод гидростатического взвешивания. Определено влияние давления прессования на исследуемые характеристики и установлено, что для ненаполненного ПЭЭК, полученного методом холодного прессования с термообработкой в свободном состоянии, механические характеристики при статическом сжатии в интервале давлений прессования 40-80 МПа отличаются незначительно. Указано, что механические характеристики ПЭЭК и стеклонаполненного ПКМ на его основе при статическом сжатии находятся на одном уровне. Установлено, что деформация, при которой происходит разрушение образцов из ненаполненного и стеклонаполненного ПЭЭК превышает 33%. Модуль упругости при сжатии, для образцов, полученных экструзией и холодным прессованием, отличался менее чем на 1%, для ненаполненных материалов и менее чем на 3% для стеклонаполненных. Наполнение 30 мас.% стекловолокном для обоих методов в равной степени привело к увеличению модуля упругости при сжатии. Подчеркнуто, что ввиду малого отличия физико-механических характеристик при сравнении методов экструзии и холодного прессования с последующей термообработкой в свободном состоянии, последний, может являться альтернативой при производстве деталей из ПЭЭК и стеклонаполненных ПКМ на его основе.
Зерщиков, К. Ю. Структура полимерных композиционных материалов, армированных стеклянными волокнами различной длины, исследованная методом компьютерной томографии / К. Ю. Зерщиков, Ю. В. Семенов // Механика композиционных материалов и конструкций. – 2024. – № 2. – С. 141–152. – Библиография: 7 назв.
Предложен метод компьютерной томографии, как один из самых надежных для анализа и неразрушающего контроля структуры композиционных материалов. Изучены возможности данного метода для анализа структуры полифениленсульфида, наполненного стеклянными волокнами различной длины. Композиционные материалы получены смешением в экструдере с последующим компрессионным прессованием заготовок. Образцы композиционных материалов, армированных волокнами различной длины, были просканированы с разрешением 2,2 микрона. Анализ распределения волокон после томографии был выполнен с помощью структурного анализа с применением программы обработки VoxTex. Показано, что расположение и распределение волокон зависят от метода изготовления и длины волокон. Проведенные исследования установили, что метод микрокомпьютерной томографии позволяет получать данные о структуре композиционных материалов, что является основной предпосылкой для расчета физико-механических свойств. Указано, что поскольку технологические факторы могут оказывать существенное влияние на конечную структуру композиционного материала, этот метод позволяет установить взаимно-однозначное соответствие между технологией изготовления и структурой получаемого композита.
Исследование влияния состава композитов, содержащих импактные алмазы, на их эксплуатационные характеристики при лезвийной обработке цветных металлов / В. Т. Сенють [и др.] // Механика машин, механизмов и материалов. – 2024. – № 2. – С. 69–78. – (Материаловедение в машиностроении). – Библиография: 16 назв.
Представлены результаты стойкостных испытаний инструментальных композиционных материалов (КМ), содержащих наноструктурные импактные алмазы, в сравнении с композитами на основе синтетических сверхтвердых материалов (СТМ) – алмаз и кубический нитрид бора (КНБ) – и твердого сплава ВК-8 (WC + 8 % Co) при лезвийной обработке заготовок из латуни ЛС-59 (57–60 % Cu) и алюминиевого сплава АК-7 (Al 92–94 %, Si 6–8 %). Образцы КМ для исследований износостойкости были получены методом термобарического спекания в аппарате высокого давления. Оценка работоспособности композитов проведена по износу задней поверхности резца, а также по специально разработанной методике исследования эксплуатационных характеристик композиционных СТМ, основанной на определении их удельной производительности. В результате проведенных испытаний установлено, что наиболее высокой стойкостью при точении сплавов цветных металлов обладают композиты на основе импактных алмазов. В частности, износостойкость КМ, содержащего импактные алмазы с КНБ, превышает износостойкость резцов из композита 02 (белбор) в 1,5–3 раза, а резцов из твердого сплава ВК-8 – в 8–10 раз. Выявлено, что добавки импактного алмаза в твердый сплав в количестве 6,25 и 12,5 об.% повышают относительную износостойкость твердосплавного композита по сравнению с исходным сплавом ВК-8 на 10–15 и 20–25 % соответственно.
Механическое поведение функционального композиционного материала полиэтилен – никелид титана / Д. Е. Гусев [и др.] // Деформация и разрушение материалов. – 2024. – № 3. – С. 2–11. – (Перспективные материалы и технологии). – Библиография: 24 назв.
Исследованы механические и функциональные свойства композиционного материала с полиэтиленовой матрицей, армированной проволокой из никелида титана. Показано, что полученный композит обладает высоким сопротивлением разрушению при статическом и циклическом изгибе. Указано, что кажущийся предел прочности композита при межслойном сдвиге превышает 3,6 МПа. Определено, что в зависимости от структурного состояния никелида титана циклическая долговечность композита в 2–50 раз выше, чем при аналогичном армировании проволокой из коррозионностойкой стали. Установлено влияние вязкоупругого поведения полиэтилена на свойства сверхупругости и одностороннего эффекта памяти формы композиционного материала. Подчеркнуто, что несмотря на низкую адгезионную прочность границы раздела полиэтилен/никелид титана, данный композиционный материал способен проявлять односторонний эффект памяти формы со степенью восстановления формы η ≈ 0,95.
Оценка температуры вязко-хрупкого перехода алюмоматричных композиционных материалов при отрицательных температурах с использованием классификации / М. С. Аносов [и др.] // Вестник машиностроения. – 2024. – № 1. – С. 67–70. – (Технология машиностроения). – Библиография: 14 назв.
Приведены результаты экспериментов по оценке механических свойств, в частности температуры вязко-хрупкого перехода алюмоматричных композиционных материалов при отрицательных температурах с использованием классификации импульсов сигнала акустической эмиссии. Установлено отсутствие данного перехода при температурах до -100 °С. Рекомендовано применение алюмоматричных композиционных материалов для изготовления элементов подвески техники, работающей в условиях Арктики и Антарктики.
Петрова, П. Н. Влияние технологии пластического деформирования на механические свойства композитов на основе политетрафторэтилена / П. Н. Петрова, М. А. Маркова // Перспективные материалы. – 2024. – № 4. – С. 66–76. – Библиография: 14 назв.
Разработана технология пластического деформирования полимерных заготовок на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) и углеродных волокон (УВ) марки УВИС-АК-П для повышения прочности и сопротивляемости к ползучести. Исследована зависимость физико-механических, триботехнических характеристик и структурообразование полученных композитов от технологии получения. Установлено, что композиты, изготовленные с использованием различных схем пластической деформации полимерных заготовок, отличаются по характеру деформирования при растяжении, структурообразованию и характеру изнашивания образцов. Показано, что использование разнонаправленной схемы пластического деформирования заготовок на основе ПТФЭ позволяет получать изотропные полимерные материалы с улучшенными прочностными свойствами и повышенной сопротивляемостью к деформациям под нагрузкой.
Получение композиционных материалов на основе титановых сплавов прямым селективным лазерным плавлением из бимодальных порошковых смесей ВТ6–(Cu–Al) / Ю. И. Гордеев [и др.] // СТИН. – 2024. – № 6. – С. 150–20. – Библиография: 16 назв.
Предложены составы, технология изготовления и приведены результаты изучения процессов формирования структуры и свойств новых композиционных материалов на основе порошковых титановых сплавов ВТ6. Результаты исследований композитов, полученных из бимодальных порошковых смесей ВТ6–(Cu–Al) прямым селективным лазерным плавлением, установили возможность существенного повышения уровня прочностных свойств по сравнению с базовым материалом.
Радиопоглощающие материалы на основе полимерных композитов (обзор) / В. А. Гольдаде [и др.] // Полимерные материалы и технологии. – 2024. – № 1. – С. 6–25. – Библиография: 117 назв.
Приведена классификация радиопоглощающих материалов (РПМ) по различным критериям: по технологическому принципу – собственно РПМ и радиопоглощающие покрытия (РПП), по рабочему диапазону эффективного действия, по структуре (однослойные, многослойные, градиентные, комбинированные), по типу наполнителя/матрицы, по механизму взаимодействия с электромагнитными волнами (резонансные, нерезонансные, рассеивающие). Подробно описаны следующие виды РПМ и РПП: на основе ферритов, проводящих и углеродных наполнителей; на основе гидрогелей и криогелей; на основе метаматериалов; на основе электропроводных полимеров. Показано, что композиты с полимерной матрицей, содержащие ферриты, наночастицы углерода, металлов, полупроводников и оксидов, обладают выраженными радиопоглощающими и экранирующими свойствами благодаря сочетанию различных механизмов поглощения (магнитные, джоулевы и диэлектрические потери). Лучшие образцы РПМ показали минимальные потери на отражение – ослабление энергии СВЧ излучения до минус 60 дБ при толщине поглотителя от 1 мм до 3 мм, что соответствует поглощению электромагнитных волн на 99,5%.
Холодников, Ю. В. Промышленные композиты : монография / Ю. В. Холодников. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. – 337 с. : ил., табл., цв. ил. – Библиография: с. 331–333 (48 назв.).
Дано и обосновано понятие «промышленные композиты» как самостоятельное направление развития отрасли производства изделий из композиционных материалов с полимерной матрицей. Рассмотрены материалы для производства промышленных композитов, способы производства, области применения и особенности эксплуатации. Приведены результаты исследований и экспериментов по обозначенной теме. Большое внимание уделено вопросам контроля качества изделий, как на стадии производства, так и при эксплуатации в условиях воздействия агрессивной рабочей среды. Раскрыты разработанные на уровне изобретений способы производства, дано описание изделий производственно-технического назначения из специальных видов композитов, являющихся новыми видами промышленных изделий, соответствующих, а по ряду позиций, превосходящих мировой уровень качества продукции данного вида.
Цуканов, И. Ю. Влияние термического расширения углерод-углеродных композитных материалов на стабильность их трибологических показателей / И. Ю. Цуканов, А. Н. Любичева, П. О. Буковский // Вестник машиностроения. – 2024. – № 3. – С. 212–216. – Библиография: 11 назв.
Теоретически и экспериментально исследовано влияние термического расширения дисковых образцов из углерод-углеродных композиционных материалов на стабильность их трибологических характеристик в паре трения с керамическим кольцевым контртелом. Исследованы температурные характеристики композитов с двумя разными структурами – волокнистой и тканевой. Экспериментальные зависимости изменения нагрузки от времени при фрикционном нагревании сравнены с расчетной моделью, полученной методами механики контактного взаимодействия. Установлена связь изменения жесткости сопряжения и зависимости коэффициента термического расширения от температуры для исследуемых материалов. Выявлена неравномерность износа тканевого композита на начальном этапе с разрушением слоев ткани и вырыванием структурных составляющих.
Проектирование, испытание машин и их компонентов. Прикладные вопросы проектирования, расчетов и испытаний
Влияние микроорганизмов и геомодификатора трения на трибологические свойства консистентных смазочных материалов / Д. В. Зимин [и др.] // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2024. – № 3. – С. 22–30.
Важной задачей в машиностроении является минимизация потерь энергии на трение, для чего используются смазочные материалы, которые, в свою очередь, могут содержать различные дисперсные компоненты. Эти компоненты подразделяются на три группы: образующиеся в процессе трения, попадающие в узел трения извне и целенаправленно добавляемые. Подробно изучается влияние таких дисперсных компонентов, как микроорганизмы (микроскопические плесневые грибы) и целенаправленно добавляемые наполнители, в частности, серпентинит, на процессы трения и изнашивания. Рассматриваются условия возникновения и механизм биоповреждений, а также токсины, выделяемые микроорганизмами. Приводится структура и принцип действия серпентинита. Для выполнения испытаний применяются консистентные смазочные материалы четырех разных марок (Лита, ЦИАТИМ-201, ГОИ-54п и МС-70), а также образцы зараженных плесневыми грибами консистентных смазочных материалов в чашках Петри и мелкодисперсный порошок серпентинита. Трибологические испытания проводятся на машине Bosch PBD-40, а диаметры пятен износа шариков, находящихся в узле трения, измеряются при помощи цифрового микроскопа DigiMicro 2.0. Указывается, что при использовании в узле трения зараженных микроорганизмами консистентных смазочных материалов чаще всего наблюдается ухудшение таких триботехнических характеристик, как средняя сила трения и средний диаметр пятна износа, по сравнению с базовыми смазками. А при использовании смазочной композиции, состоящей из зараженного смазочного материала и серпенитинита, всегда наблюдается улучшение данных триботехнических показателей по сравнению с зараженными консистентными смазками, не содержащими серпентинит, что указывает на эффективность добавления наполнителя.
Исследование и математическое моделирование исполнительных электродвигателей постоянного тока следящих адаптивных электроприводов при оптимизации удельных параметров / А. А. Агапов [и др.] // Электротехника. – 2024. – № 2. – С. 12–18.
Бесконтактные электродвигатели постоянного тока нашли применение в различных отраслях отечественной техники, в том числе в высокоответственных авиационных приложениях, формирование электротехнических комплексов которых требует минимизации массогабаритных показателей всех элементов. Однако ввиду того, что такого рода системы зачастую построены на основе сложных уникальных передаточных механизмов, их оптимизация сводилась к конструктивной проработке исполнительного электродвигателя. Для электромеханических преобразователей с неперекрывающимися сосредоточенными многосекционными обмотками, применяемыми в многополюсных машинах, возможно достичь значительного снижения общей массы путем варьирования высотой зубцов и длиной машины с учетом принятых объемных ограничений. Такого рода подход к проектированию электрических машин с дробным числом пазов на полюс и фазу позволяет сформировать магнитную систему, обеспечивающую минимум массы изделия при сохранении требуемых электромеханических показателей, за счет изменения зубцовой зоны. Полученные результаты дают возможность еще на этапе формирования эскизного облика магнитной системы исполнительного электродвигателя определить оптимальные соотношения параметров магнитопровода с учетом возможной минимальной массы, что актуально в рамках проектирования конструктивно сложных электромеханических авиационных систем.
Кожарина, Т. В. Реверс-инжиниринг деталей почвообрабатывающих машин для проведения конечно-элементного анализа / Т. В. Кожарина, С. В. Карпов, А. Р. Гороновский // Труды БГТУ. Серия 1: Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. – 2024. – № 1. – С. 150–156.
Представлено исследование по изучению возможностей и проблем, связанных с применением 3D-сканирования в обратном проектировании и при контроле качества продукции. Исследование основано на применении методов вычислительной гидродинамики для комплексного анализа зон повышенной истираемости почвообрабатывающих инструментов. Полученные результаты определяют, что в настоящее время существует все больше методов, которые способствуют восстановлению деталей с использованием принципов реверс-инжиниринга. Одним из таких методов указано вычислительная гидродинамика (CFD), которая используется для моделирования и численного решения уравнений, описывающих движение жидкостей и газов. В данном случае CFD применялся для анализа воздействия почвы на рабочие органы почвообрабатывающих машин. При помощи методов CFD было проведено детальное исследование течения почвы вокруг рабочих органов, а также оценено воздействие давления и силы, которые возникают в процессе работы. Приведены ссылки на предыдущие исследования, включающие анализ возможностей и проблемы технологии 3D-сканирования для обратного проектирования продукции с целью проведения конечно-элементных анализов деталей почвообрабатывающих машин.
Особенности расчета динамических параметров стенда при испытаниях редуктора мотор-колеса карьерных самосвалов БЕЛАЗ / Н. Н. Ишин [и др.] // Механика машин, механизмов и материалов. – 2024. – № 1. – С. 5–14.
При проведении ускоренных испытаний трансмиссий и редукторов мобильных машин требуется исследование динамических свойств стенда вместе с установленным на нем испытываемым объектом. Это необходимо для выявления возможных резонансов в колебательной системе и выбора соответствующих режимов испытаний, при которых исключается возникновение недопустимых уровней нагрузок, нарушающих соответствие между видом и характером повреждений в эксплуатации и при испытаниях. Предлагается методический подход к расчетному определению динамических параметров (собственных частот и форм крутильных колебаний) стенда с механически разомкнутым силовым контуром при ускоренных ресурсных испытаниях двухрядных планетарных редукторов мотор-колес (РМК) карьерных самосвалов БЕЛАЗ, основанный на исследовании разработанной многомассовой динамической модели с сосредоточенными параметрами. Особенности расчета заключаются в учете наличия плоскости симметрии механической системы стенда с установленными на нем двумя редукторами, а также присутствия в планетарных рядах симметричных разветвлений, образованных вращающимися относительно своих осей массами сателлитов и упругими связями, соединяющими их с солнечными и коронными шестернями. Предложенный подход позволяет существенно упростить расчеты и сократить время вычислений.
Птах, Г. К. Отечественный опыт разработки, внедрения и эксплуатации, перспективы и области применения вентильных индукторных реактивных электродвигателей большой мощности / Г. К. Птах // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2024. – № 1. – С. 6–20.
Рассмотрены опыт разработки, внедрения и эксплуатации, а также текущее состояние в области регулируемых вентильных индукторных реактивных электроприводов большой мощности. На основе анализа конструктивных особенностей крупных вентильных индукторных реактивных электродвигателей (ВИРД) показано, что они имеют больше возможностей для дробления мощности с целью снижения фазных токов и токовой нагрузки на полупроводниковые ключи по сравнению с классическими асинхронными и синхронными электрическими машинами. Приведены результаты эксплуатации ВИРД большой мощности (более 1000 кВт) для привода гребного винта морского буксира-спасателя «Виктор Конецкий», 15 км магистрального ленточного конвейера КЛМ-4500, главных механизмов шагающего экскаватора ЭШ 20.90. Представлены результаты разработки ООО «НПП «МИР» опытного образца самого крупного в мире индукторного гребного электродвигателя ИГЭД-15000-107 мощностью 15 МВт и диапазоном частот вращения при постоянстве номинальной мощности 107…142 мин-1, предназначенного для прямого привода винта атомных ледоколов. Изложены результаты заводских в ООО «Электротяжмаш-Привод» и стендовых испытаний в ФГУП «Крыловский государственный научный центр». По результатам заводских испытаний ИГЭД-15000-107 аттестован Российским морским регистром судоходства. Опыт эксплуатации ВИРД большой мощности различного назначения показал их высокую энергоэффективность, особенно в повторно-кратковременных режимах, характерных для транспортной техники и экскаваторов, надежность и отказоустойчивость, хорошую динамику управления. Обозначены перспективы и предпочтительные области применения ВИРД большой мощности.
Руденко, С. П. Расчет зубчатых колес трансмиссий на глубинную контактную выносливость / С. П. Руденко, С. Г. Сандомирский, А. Л. Валько // Вестник машиностроения. – 2024. – № 5. – С. 375–381.
Рассмотрены виды контактной усталости зубчатых колес трансмиссий машин. Показано, что основным критерием работоспособности зубчатых колес трансмиссий тракторов и большегрузных автомобилей явилась глубинная контактная усталость поверхностей зубьев. Установлено, что расчет на прочность зубчатых передач по ГОСТ 21354-87 дает существенные погрешности, которые приводят к значительной неопределенности расчета. Предложен расчет ресурса зубчатых колес, учитывающий сопротивление усталости материала зубьев и основанный на зависимости предела глубинной контактной выносливости от твердости и структуры упрочненного слоя. Изучен пример расчета ресурса шестерни с сопоставлением результатов с данными стендовых испытаний.
Степина, П. А. Проектирование мини-экскаватора: разработка эффективной техники для строительства / П. А. Степина, Д. В. Ивков // Грузовик. – 2024. – № 5. – С. 10–14.
Рассмотрено проектирование мини-экскаватора, который обладает улучшенной маневренностью и компактностью, что позволяет эффективно использовать его в строительстве и крупных городских объектах. Представлены основные этапы проектирования, а также важные аспекты, которые учтены при разработке данной машины.
Учкин, П. Г. Установка для исследования процессов износа деталей сельскохозяйственных машин / П. Г. Учкин, В. А. Шахов, И. М. Затин // Сельский механизатор. – 2024. – № 3. – С. 32–34.
Предложена установка для исследования процессов износа деталей сельскохозяйственных машин методом ускоренных испытаний наплавленных образцов. Указано, что принцип ее работы основан на имитации трения между деталями или почвой посредством абразивных кругов различной зернистости.
Хазеев, Е. В. Повышение энергоэффективности гидросистемы с объемной адаптацией к нагрузке / Е. В. Хазеев, Д. Л. Стасенко // Вестник Брестского государственного технического университета. – 2024. – № 1. – С. 110–115.
Разработана гидросистема с объемной адаптацией к нагрузке, обеспечивающая повышение энергоэффективности до 20 %. Сформирована ее математическая модель, позволившая получить расчетные значения параметров работы мобильной машины, определяющие ее энергоэффективность. Практическая значимость полученных результатов определена возможностью их использования в качестве методологической базы для проектирования новых гидросистем с объемной адаптацией к нагрузке с улучшенной энергоэффективностью.
Шкода, И. В. Повышение демпфирующих свойств стальных подкрановых конструкций за счет внедрения бетонного сердечника / И. В. Шкода // Машиностроение и инженерное образование. – 2024. – № 1-2. – С. 25–34.
Рассматривается возможность использования трубобетонных колонн в подкрановых конструкциях для повышения демпфирования при передвижении подъемно-транспортных машин, испытывающих динамические воздействия при эксплуатации. Приводятся результаты экспериментальных испытаний трубобетонных образцов на устойчивость при центральном сжатии статической нагрузкой трубобетонных стержней. Описывается методика динамических испытаний образцов, на основе которой определяются декремент затухания колебаний и коэффициент неупругого сопротивления композитного материала. Указывается, что трубобетонные образцы обладают более высокими свойствами демпфирования по сравнению со стальными и железобетонными конструкциями, что свидетельствует об их эффективности в качестве несущих конструкций, предназначенных для передвижения мостовых кранов.
Ресурс машин и их компонентов: динамика, повреждаемость, усталость, прочность, трение и износ
Денцов, Н. Н. Динамика вибрационного питателя на комбинационном параметрическом резонансе / Н. Н. Денцов, А. В. Кошелев // Вестник машиностроения. – 2024. – № 1. – С. 28–33. – (Конструирование, расчет, испытания и надежность машин). – Библиография: 15 назв.
Рассмотрена динамика вибрационного питателя на комбинационном параметрическом резонансе. Приведены математическая и динамическая модели вибрационного питателя с параметрическим вибровозбудителем. Получены стационарные решения методом усреднения при принятии в качестве малых параметров диссипативных сил, нелинейных составляющих восстанавливающих сил и сил сопротивления. Построены амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики питателя и зависимости частот генераций. Исследована траектория центра масс шаровидных тел качения относительно оси вращения вибровозбудителя.
Ермилов, С. В. Динамика тормозного привода с антиблокировочной системой автомобиля особо большой грузоподъемности / С. В. Ермилов, М. И. Жилевич, Д. В. Капский // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В. Промышленность. Прикладные науки. – 2024. – № 1. – С. 11–17. – Библиография: 6 назв.
Проанализированы результаты многовариантного расчета динамики тормозного гидравлического привода с антиблокировочной системой автомобиля особо большой грузоподъемности. Приведены условия проведения дорожных испытаний такого автомобиля с установленной на нем антиблокировочной системой и рассмотрены результаты экспериментальных исследований. Дана оценка влияния принятых допущений на поведение некоторых параметров тормозного гидравлического привода с антиблокировочной системой путем сравнения итоговых характеристик, полученных в ходе аналитических и экспериментальных исследований, позволяющих определить адекватность математической модели.
Жуковский, Ю. Л. Анализ взаимосвязи роста потерь электроэнергии и остаточного ресурса асинхронных двигателей электромеханического оборудования горных предприятий / Ю. Л. Жуковский, Н. А. Королев, П. К. Сусликов // Промышленная энергетика. – 2024. – № 4. – С. 9–18. – Библиография: 30 назв.
Выполнен анализ факторов, вызывающих отказы асинхронных двигателей в составе электромеханического оборудования горных предприятий. Представлено распределение соотношения потерь для ряда мощностей асинхронных двигателей. Приведена статистика отказов узлов и элементов асинхронных двигателей. Установлено, что наличие дефектов и нарушение качества электроэнергии в электрической сети приводят к росту потерь электроэнергии в асинхронном двигателе, что проявляется в повышении температуры, уменьшении энергетической эффективности и снижении безопасности эксплуатации. На основе проведенных исследований и установленных зависимостей влияния обрыва стержней ротора на увеличение тока, потерь электроэнергии и температуры получены зависимости остаточного ресурса изоляции от потерь. Выполнены оценка остаточного ресурса и прогнозирование срока службы асинхронного двигателя.
Криони, Н. К. Повышение износостойкости деталей машин из алюминиевых сплавов ионным азотированием при высокоэнергетической активации / Н. К. Криони, А. А. Мингажева, А. Д. Мингажев // Трение и износ. – 2024. – Т. 45, № 1. – С. 68–74. – Библиография: 15 назв.
Рассмотрены результаты исследований износостойкости деталей машин из алюминиевых сплавов с азотированными слоями, полученными при активации поверхностных слоев (ПС). Показано, что применительно к алюминиевым сплавам традиционные технологии ионного азотирования малоэффективны из-за низкой скорости диффузии азота и неоднородной структуры азотированного слоя (АС). Представлены результаты четырехкратного повышения интенсивности диффузионных процессов ионного азотирования при активации поверхностного слоя алюминиевого сплава методами поверхностной пластической деформации и высокоэнергетической ионной имплантации по сравнению с традиционным ионным азотированием. Показано, что при подготовке поверхности алюминиевого сплава методом высокоэнергетической ионной имплантации обеспечивается износостойкость азотированного слоя, превышающая более чем в три раза износостойкость азотированного слоя, полученного при подготовке поверхности методом поверхностной пластической деформации. Предложена новая технология ионного азотирования, позволяющая за счет устранения оксидной пленки ионным травлением в вакуум повысить производительность процесса азотирования и износостойкость АС. Показано, что использование метода высокоэнергетической ионной имплантации при энергии ионов порядка 25 кэВ обеспечивает, за счет возникновения эффекта дальнодействия, образование в поверхностном слое деталей из алюминиевых сплавов на глубине соизмеримой с толщиной азотированного слоя радиационных дефектов кристаллической структуры, позволяющих значительно интенсифицировать диффузию азота, а также произвести блокирование границ зерен, тормозящих в них диффузионные процессы.
Миронов, Д. А. Исследования закономерностей изнашивания лезвий почвообрабатывающих деталей / Д. А. Миронов, М. Н. Костомахин, И. В. Лискин // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. – 2024. – № 6. – С. 19–26. – Библиография: 11 назв.
Представлены результаты лабораторного исследования закономерностей изнашивания лезвий почвообрабатывающих деталей. Для обоснования модели изнашивания почворежущего лезвия в лабораторных исследованиях применена установка, обеспечивающая прямолинейное движение образца и одноразовое взаимодействие лезвия с частицами абразивной массы и воспроизводящая присущую большинству суглинистых почв стружку отрыва. В результате исследования установлено, что с увеличением глубины резания интенсивность изнашивания возрастает, однако при возникновении неровностей и волнистости дна борозды она снижается вследствие повышения пути резания с меньшими нагрузками из-за чередования впадин и выступов на дне борозды; с увеличением твердости абразивной массы растет интенсивность изнашивания лезвия и вследствие изменения механизма износа уменьшается значение стабилизированного угла затылочной фаски к дну борозды: с увеличением скорости резания растет интенсивность изнашивания лезвия из-за повышения сил сопротивления почвы и удельной энергии, затрачиваемой на ее деформацию и разрушение. Также показано, что абразивная модель почвы соответствует реальной суглинистой почве для исследования изнашивания режущих элементов, при этом расширение характеристик модели почвы, свойственной «натуре», происходит за счет включения в состав основы «парафин + кварцевые частицы» дополнительных компонентов – церезина и вазелина.
Обоснование технологии защиты поверхности металла в проточном тракте гидротурбины для уменьшения кавитационного износа / Л. В. Кулагина [и др.] // Справочник. Инженерный журнал. – 2024. – № 6. – С. 37–44. – Библиография: 8 назв.
Показана актуальность задачи, обусловленная значительным масштабом кавитационного разрушения гидротурбин многих действующих гидроэлектростанций (ГЭС) и высокими экономическими издержками на капитальный ремонт гидроагрегатов. Рассмотрены методы восстановления поврежденных кавитацией поверхностей в проточном тракте гидротурбин ГЭС. На основе обзора и сравнения существующих технологий даны рекомендации, существенно увеличивающие периоды между капитальными ремонтами деталей гидротурбин. Показано, что повреждение материала в результате кавитации можно свести к минимуму путем использования устойчивых к кавитации материалов. Приведено технико-экономическое обоснование комбинированного способа ремонта гидроагрегата.
Современные методы обработки алюминиевых блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания / А. А. Савастенко [и др.] // Автомобильная промышленность. – 2024. – № 4. – С. 19–25. – (Технология, оборудование, материалы). – Библиография: 27 назв.
Показана целесообразность замены чугунных блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания алюминиевыми блоками. Проведен обзор и анализ используемых для изготовления таких блоков алюминиевых сплавов. Рассмотрены используемые виды обработки рабочей поверхности алюминиевых блоков цилиндров и методы напыления различных покрытий на рабочие поверхности этих блоков. Представлены варианты ремонта алюминиевых блоков цилиндров, используемые в зависимости от применяемых материалов и способов нанесения покрытий. Изучено влияние сил резания при хонинговании рабочих поверхностей блоков цилиндров и материалов покрытий на микро- и макроструктуру обрабатываемых поверхностей цилиндра. Описаны опубликованные результаты трибологических испытаний для некоторых модификаций поверхностей и различных материалов для снижения потерь на трение в алюминиевых блоках цилиндров. Проведена оценка влияния способов обработки рабочих поверхностей этих блоков на коэффициент трения. Даны рекомендации по выбору материалов хонинговальных брусков, используемых при хонинговании рабочих поверхностей алюминиевых блоков цилиндров.
Усталостное разрушение циклически нагружаемых деталей трибосопряжений / П. Н. Богданович [и др.] // Горная механика и машиностроение. – 2024. – № 2. – С. 38–43. – Библиография: 5 назв.
Рассмотрены особенности усталостного изнашивания и объемного усталостного разрушения циклически нагружаемых деталей узлов трения. Выявлены условия, при которых магистральная усталостная трещина зарождается на поверхности трения, в подповерхностном слое с выходом на поверхность, вне зоны трения.
Фасхиев, Х. А. Нормы прочности балок передних мостов грузовых автомобилей / Х. А. Фасхиев // Автомобильная промышленность. – 2024. – № 6. – С. 12–17. – Библиография: 4 назв.
В результате дорожных испытаний выявлены наиболее нагруженные зоны балок переднего управляемого моста грузового автомобиля. Предложены нормы прочности балок передних мостов автомобилей по критериям изгиба и кручения. Даны рекомендации по определению соотношения моментов сопротивления изгибу в вертикальной и горизонтальной плоскостях балки. Разработан режим усталостных ускоренных стендовых испытаний балок передних мостов. Установлена нормативная стендовая долговечность балки моста.
Филиппов, М. А. Трение и выбор антифрикционных материалов : учебное пособие / М. А. Филиппов, О. Ю. Шешуков. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. – 167 с. : ил., табл. – Библиография: с. 167 (16 назв.).
Рассмотрены основные виды и механизмы трения и изнашивания. С позиций современных представлений описаны физико-химические свойства поверхностей трения деталей, условия их контактного взаимодействия. Проанализированы виды трения, основные виды повреждений рабочих поверхностей и обусловленные ими механизмы трения и изнашивания. Обоснованы требования, предъявляемые к антифрикционным и износостойким материалам и описаны принципы выбора адекватных материалов применительно к различным условиям их работы. Кратко рассмотрены распространенные типы лабораторных установок для изучения трения и изнашивания металлов, особенности взаимосвязи структуры со свойствами основных антифрикционных и износостойких материалов.