Том 22, № 3 (2020)
- Год: 2020
- Статей: 27
- URL: https://journals.eco-vector.com/1990-5378/issue/view/4495
Статьи
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАСЧЕТ СВЯЗАННЫХ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ НА ПРИМЕРЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ПОВОРОТНО-ДЕЛИТЕЛЬНЫХ СТОЛОВ
Аннотация
В статье приводятся результаты анализа размерных связей конструкции поворотно-делительного стола, влияющих на показатели геометрической точности. Выявлено, что размерные цепи, описывающие формирование показателей точности, являются связанными. Установлено, что некоторые составляющие звенья размерной цепи меняют свое направление в процессе достижения точности. По результатам расчета разработаны предложения, позволяющие сократить трудоемкость сборки.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):5-11
5-11
ПРОБЛЕМЫ КОНТАКТНОЙ ПРИСПОСОБЛЯЕМОСТИ В УСЛОВНО НЕПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ
Аннотация
В области контакта условно неподвижных соединений при циклических нагрузках возникают зоны частичного скольжения. Взаимное перемещение контактных поверхностей сопровождается процессами фреттинга, что неизбежно приводит к износу и разрушению элементов контакта. В статье представлено направление трибологии, в котором развивается теория контактной приспособляемости - явления, при котором скольжение в области контакта прекращается или значительно уменьшается после нескольких первых циклов нагрузки. Сходство поведения таких систем с упругопластическими телами [1, 2] побудило различных авторов предположить, что к ним может быть применена теорема Мелана [3], то есть, предположить существование поля остаточных напряжений, предотвращающего дальнейшее скольжение.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):12-17
12-17
18-24
ФОРМИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКА УПРУГОЙ ВОЛНЫ В КОРПУСЕ ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА ВСЛЕДСТВИЕ ДЕФЕКТА НА ДОРОЖКЕ КАЧЕНИЯ НАРУЖНОГО КОЛЬЦА ПОДШИПНИКА
Аннотация
В связи с переходом на обслуживание технологического оборудования по фактическому состоянию актуальным является контроль развивающихся дефектов в процессе его эксплуатации. Однако, оценка уровня развития дефекта затруднена в связи с недоступностью к месту его формирования без существенной разборки оборудования. В связи с этим возникает проблема оценки уровня развития дефекта по уровню возникающих упругих волн, распространяющихся по корпусным деталям. В статье предложена модель формирования вибрационного сигнала в опоре качения шпинделя металлорежущего станка для дефекта в виде выкрашивания на дорожке качения наружного кольца подшипника. При наличии дефекта нарушается баланс сил упругой деформации в зоне контакта шарика с дорожками качения наружного и внутреннего колец. В результате шарик наносит удар по дорожке качения наружного кольца. Оценивая эффект от удара коэффициентом восстановления скорости, на основе закона сохранения энергии при ударе получено выражение для кинетической энергии, переходящей во внутреннюю энергию, затрачиваемую на деформацию поверхности наружного кольца подшипника. Считая, что указанная кинетическая энергия полностью переходит в потенциальную энергию упругой деформации поверхностного слоя, определена амплитуда упругой волны в зависимости от соотношения размеров дефекта.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):25-30
25-30
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В КОЛЬЦАХ ПОДШИПНИКОВ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
Аннотация
Изложены методика и результаты расчета остаточных напряжений в тонких поверхностных слоях колец подшипников с произвольным поперечным сечением после финишной абразивной и различных методов поверхностной упрочняющей обработки дорожек качения.Результаты расчета проверены путем моделирования процесса образования остаточных напряжений, обусловленных температурными деформациями при круглом врезном шлифовании колец.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):31-36
31-36
КИНЕТИЧЕСКАЯ, ТЕРМОФЛУКТУАЦИОННАЯ ПРИРОДА РАЗРУШЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПРИ ИЗНАШИВАНИИ
Аннотация
В статье изложены основы кинетической теории прочности и термофлуктуационного механизма разрушения поверхностей трения твердых тел при изнашивании. Проанализирована связь прочности с механо-физическими константами твердого тела. Изучена кинетика состояния материалов поверхностей пар трения в процессе изнашивания. Подтверждена температурно-временна́я зависимость изменений физических, механических параметров материалов и разрушения поверхностей и приповерхностных слоев пар трения. Сформулированы основные положения физической модели повреждаемости поверхностей трения и оценены активационные параметры термофлуктуационной модели их разрушения. Предложена расчетная модель изнашивания при трении на основе термофлуктуационной концепции разрушения.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):37-43
37-43
БУРОВОЕ ШАРОШЕЧНОЕ ДОЛОТО ДЛЯ БУРЕНИЯ БОКОВЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН МАЛОГО ДИАМЕТРА
Аннотация
В статье даны результаты исследований по разработке бурового инструмента для строительства боковых стволов горизонтальных скважин. Приводятся рекомендации по созданию принципиально новых буровых долот малого диаметра, обусловленного габаритами внутреннего диаметра зарезаемой обсадной колонны, обеспечивающих эффективное бурение.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):44-48
44-48
РАЗРАБОТКА ТЕПЛОВОЙ МОДЕЛИ ШПИНДЕЛЬНОЙ ОПОРЫ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА
Аннотация
На основе использования электротепловой аналогии при описании процесса теплообмена разработана инженерная методика определения теплового состояния опор шпиндельных узлов, не требующая «тяжелых» программных пакетов, основанных на применении метода конечных элементов. Особенности конструкции современных ШУ позволили обоснованно представить тепловую модель в виде плоской модели. Предложены принципы разбиения блоков плоской модели на укрупненные элементы, учитывающие особенности геометрии рассчитываемой конструкции и источников тепловыделения. Разработана методика определения термического сопротивления элемента расчетной тепловой модели с учетом граничных условий. Использование укрупненных элементов тепловой модели позволяет легко оценить влияние технологических особенностей обработки и сборки отдельных деталей конструкции на ее тепловое состояние. Представленная методика разработки тепловой модели может быть использована для оценки стационарных тепловых процессов любых осесимметричных конструкций при незначительных вариациях температур.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):49-55
49-55
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИКО- ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ВОССТАНОВЛЕННЫХ МНП
Аннотация
В статье приводятся результаты исследования технико-экономических показателей работоспособности восстановленных МНП при обработке сталей. В качестве оценки работоспособности режущей грани пластины принимались два критерия оценки: скорость потери стоимости грани Kм в €/см3 и стоимость снятия 1 м3 стружки S(1м3) в € при чистовом и черновом точении. Разработана методика получения максимальной производительности процесса при минимальной стоимости восстановленных пластин. Проведены сравнительные испытания покупных и восстановленных пластины в опытно-промышленных условиях. В результате проведённых экспериментальных исследований установлено, что при чистовом точении потеря стоимости грани пластины Kм в 3-4 раза ниже у восстановленных пластин, чем у покупных. При работе на черновых режимах восстановленные пластины критерий Kм в 2-2,5 раза меньше.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):56-61
56-61
ПРИМЕНЕНИЕ СВАРОЧНЫХ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ОБЪЕМНОЙ НАПЛАВКИ СТАЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ЦЛТ САМГТУ
Аннотация
Приводятся результаты исследования процесса объемной электродуговой наплавки на базе станка с числовым программным управлением МШ-2.2 в условиях Центра литейных технологий СамГТУ. Проведено исследование наплавленных образцов из низколегированной стали 09Г2С и нержавеющей стали 06Х19Н9Т, полученных при разных режимах электродуговой наплавки на сварочном инверторном аппарате СВАРОГ MIG 200 PRO. Выбраны оптимальные режимы формирования объектов объемной электродуговой наплавкой.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):62-68
62-68
69-76
ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОЕ УПРОЧНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ С ЖАРОПРОЧНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ
Аннотация
В статье приведена схема формирования остаточных напряжений при термопластическом упрочнении (ТПУ) деталей с покрытиями. Постановка задачи формулируется следующим образом: изучение влияния покрытий на жаропрочность, ползучесть, сопротивление усталости жаропрочных сплавов, что приводит к улучшению эксплуатационных и прочностных характеристик деталей ГТД. Определение остаточных напряжений в поверхностном слое термически упрочненных деталей решалось подбором различных схем упрочнения при различных температурных полях и сравнивалось с температурой в однородных материалах, что позволило определиться с жаропрочными покрытиями. При расчете остаточных напряжений в упруго пластической зоне применялся численный метод. Опытами были охвачены лопатки, изготовленные по серийной технологии и подвергнутые термопластическому упрочнению. Разработана целая гамма показателей для подбора покрытия ответственных деталей двигателя. Приведены экспериментальные результаты исследований остаточных напряжений при ТПУ. Анализ результатов исследования показал, что лопатки , упрочненные ТПУ имеют более высокие эксплуатационные показатели, чем упрочненные по серийной технологии.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):77-81
77-81
ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РЕСУРСА МНОГОГРАННЫХ НЕПЕРЕТАЧИВАЕМЫХ ПЛАСТИН
Аннотация
В статье приводятся результаты по разработке технологии восстановления МНП. Постановка задачи связана с повышением долговечности, стойкости и эксплуатационных свойств МНП. Технология восстановления пластин предусматривает: разработку технологической схемы переточки МНП по передней поверхности и нанесение износостойких покрытий из TiN. Определена оптимальная геометрия восстановленного инструмента, схема заточки, подобраны характеристики шлифовальных кругов и режимы резания. Разработана технология нанесения покрытия, схема и режимы очистки поверхности, определены параметры качества покрытий.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):82-86
82-86
МОДУЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОФИЛЯ НА БАЗЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Аннотация
В статье представлена рабочая программа, разработанная на примере дисциплины «Начертательная геометрия и инженерная графика» для бакалавров машиностроительного профиля. В ней рассматриваются цели и задачи освоения дисциплины, её место в структуре подготовки, структура и содержание дисциплины. Большое место уделено рассмотрению применяемых образовательных технологий, формам контроля освоения дисциплины и её учебно-методическому обеспечению. В статье рассмотрено внедрение современных систем автоматизированного проектирования в учебный процесс вуза. Показаны преимущества компьютерного моделирования по сравнению с традиционными способами разработки проектов. Описаны этапы формирования инженерно-графических компетенций студентов. Обосновано улучшение качества графического образования в результате внедрения технологии электронной разработки проектно-конструкторской документации.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):87-91
87-91
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УСТРАНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ЛИТЫХ ХУДОЖЕСТВЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ДУГОВОЙ ЗАВАРКОЙ И ПАЙКОЙ
Аннотация
В статье представлены результаты исследований по устранению дефектов художественного литья литейной бронзы путем электродуговой сварки и пайки в Центре литейных технологий СамГТУ. Экспериментально было исследовано влияние типа и режима сварочной дуги, а также вида припоя на качестве и структуру зон сварки и пайки дефектов художественного литья из бронзы БрО5Ц5С5. На основе исследований определены оптимальные режимы заварки и пайки дефектов литья из бронзы.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):92-97
92-97
ВЛИЯНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НАГРУЖЕНИЯ ПРИ ВИБРОТРЕНИИ НА ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И СКОРОСТЬ ИЗНОСА В СКОЛЬЗЯЩЕМ КОНТАКТЕ
Аннотация
Приведен расчет напряжений в плоском скользящем контакте в условиях вибрационного трения при фреттинге. Расчетом и экспериментально оценено влияние механических параметров нагружения (нагрузки, амплитуды и частоты осцилляции) на эквивалентные напряжения в контакте и скорость линейного износа поверхностей трения.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):98-102
98-102
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СБОРКИ АВТОМОБИЛЬНОГО СТЕКЛА
Аннотация
В статье впервые проведен анализ процесса установки автомобильного стекла с учетом отклонений геометрии и возникающей неравномерности формирования зазора по периметру стекла при сборке. На основе моделирования процесса сборки средствами CAD/CAE показано формирование остаточных напряжений в стекле, получены результаты, на основании которых можно сделать выводы о влиянии точности геометрии на прочность стекла.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):103-106
103-106
107-110
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СИЛЫ И ТЕМПЕРАТУРЫ В ПРОЦЕССЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО РЕЗАНИЯ НА ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ ГИЛЬЗЫ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ
Аннотация
В статье были проведены исследования влияния режимов резания на температуру гильзы цилиндра в процессе расточки. Были проведены серии экспериментов по обработке гильзы для определения температуры в её стенке и силы резания во время механической обработки. Было исследовано влияние режимов резания (скорости резания, подачи, глубины резания) на силу резания и температуру гильзы во время механической обработки, а также тепловое расширение заготовки при различных режимах резания (особенно при высокоскоростном резании с максимальной скоростью резания до 850 м/мин).
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):111-115
111-115
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОРТОПЕДИЧЕСКИХ СТЕЛЕК С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Аннотация
В работе предложено методика проектирования и изготовления индивидуальных ортопедических стелек с применением компьютерных технологий. Модель стельки спроектирована с помощью программы OrthoModel в твердотельном формате, которую экспортировали в формат файла STL. Затем с помощью программы FreeCAD формат STL экспортировали в STEP, чтобы полученная модель была более адаптирована для дальнейшего применения и анализа. В среде ANSYS, разработана конечно-элементная модель деформации стелек при различной нагрузке и комбинации EVA материалов различной твердости. Получены напряжения и деформации свода стельки в процессе эксплуатации в зависимости от комбинации материала и геометрических параметров стопы, которые подтверждены результатами экспериментальных исследований и учитывались при программировании обработки стелек на станках с ЧПУ. Рассчитана себестоимость изготовления индивидуальных ортопедических стелек.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):116-119
116-119
ДВИЖЕНИЕ МИКРОЧАСТИЦ В ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ ПРИ ПНЕВМОДРОБЕСТРУЙНОЙ ОБРАБОТКЕ
Аннотация
С применением положений аэродинамики и механики рассмотрено движение микрочастиц в воздушном потоке, направленном на плоскую экранирующую поверхность. Уточнена структура незатопленной струи, выделено ядро струи с его геометрическими, кинематическими и динамическими параметрами, воспроизводимыми на обрабатываемой поверхности.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):120-126
120-126
ИССЛЕДОВАНИЕ УСАДКИ СТРУЖКИ ПРИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ СТАЛЕЙ ВОССТАНОВЛЕННЫМИ ПЛАСТИНАМИ
Аннотация
В статье приводятся результаты исследования деформации срезаемого слоя при обработке сталей восстановленными МНП. Сравнение усадки стружки при черновом точении сталей показало, что большое значение на величину усадки оказывают режимы обработки. Так, с увеличением глубины резания с 1 мм до 2.5 мм усадка стружки для пластин фирмы Sandvik Coromant уменьшается с 2,9 до 2,6, а для восстановленных увеличивается с 1,8 до 2.0. Повышение подачи с 0.1 до 0,5 мм/обор. уменьшает усадку стружки с 3,5 до 2,9 для новых пластин и с 2,4 до 1,8 для восстановленных. Это связано с тем , что на процесс с пластической деформации большое влияние оказывает форма передней поверхности восстановленных пластин, которая в данном случае соответствует оптимальным условиям образования стружки. В результате проведённых экспериментальных исследований установлено, что полученная форма передней поверхности пластин обеспечивает устойчивое стружколомание и стружкозавивание.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):127-131
127-131
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАЛИПАНИЯ ЧАСТИЦ МАТЕРИАЛА ЗАГОТОВКИ НА АБРАЗИВНЫЕ ЗЕРНА ПРИ ШЛИФОВАНИИ ЗАГОТОВОК ИЗ ПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Аннотация
Исследования выполнены с целью выявления связи интенсивности налипания частиц материала заготовки на абразивные зерна (АЗ) шлифовального круга с физико-механическими свойствами зерен. Получена математическая зависимость для расчета напряжения на площадке контакта налипа с АЗ после выхода АЗ из контакта с заготовкой. Выполнено численное моделирование локальных температур при микрорезании (царапании) образцов из стали 3Х3М3Ф абразивными зернам из различных материалов. Рассчитаны деформация налипа и напряжения, являющиеся следствием этой деформации, действующие на соединение налипа с зернами из материалов, имеющих различные коэффициенты линейного расширения. Установлено, что с увеличением разности коэффициентов линейного расширения материалов заготовки и АЗ увеличиваются напряжения, способствующие отрыву налипа от поверхности АЗ. Это позволяет прогнозировать меньшую интенсивность налипания материала заготовки на АЗ из таких материалов. В процессе экспериментальных исследований осуществляли микрорезание образцов единичными абразивными зернами. Установлено, что в меньшей степени изнашиваются и засаливаются АЗ из эльбора. Эльбор имеет максимальное значение коэффициента теплопроводности среди испытанных материалов и в меньшей степени изнашивается, поэтому локальные температуры при микрорезании зернами из эльбора минимальные. Разность коэффициентов линейного расширения материала налипа и эльбора имеет максимальное значение. Поэтому на площадке контакта АЗ из эльбора с налипом возникают напряжения, способствующие отрыву налипа от этой поверхности. В результате выполнено ранжирование АЗ из различных материалов по критериям, характеризующим их износ и засаливание. Подтверждена выявленная аналитическим путем взаимосвязь интенсивности засаливания зерна с коэффициентами линейного расширения и теплофизическими характеристиками материалов АЗ.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):132-138
132-138
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, РАСШИРЯЮЩИХ ВОЗМОЖНОСТИ СТАНКОВ С ЧПУ ПРИ ЗАКРЕПЛЕНИИ ЗАГОТОВОК
Аннотация
Рассматриваются вопросы расширения технологических возможностей станков с ЧПУ и обрабатывающих центров за счет применения современных приспособлений. Приводятся конструкции приспособлений и их элементы для закрепления заготовок с использованием станка.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):139-144
139-144
145-147
ПЕРЕРАСПРЕЛЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДА В ЭВТЕКТОИДНОЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СТАЛИ У8 ПРИ ОБРАБОТКЕ ИМПУЛЬСНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
Аннотация
Работа посвящена изучению массопереноса углерода в инструментальной стали У8 при обработке импульсным лазерным излучением. Экспериментально изучено распределение основных фаз (мартенсита и остаточного аустенита) по глубине зоны лазерного воздействия.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):148-151
148-151
ПЕРЕМЕННОЕ НАГРУЖЕНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ПЛАСТИН И ПОЛОГИХ ОБОЛОЧЕК
Аннотация
В статье рассматривается деформированиепластин и пологих оболочек с учетом геометрической нелинейности и пластических деформаций при переменном нагружении. В случае упругопластического материала учитывается разгрузка, вторичные пластические деформации, сжимаемость материала.Приведены геометрические и физические соотношения и разрешающие нелинейные дифференциальные уравнения теории гибких пологих оболочекиз упругопластического материала для произвольного цикла нагружения. Зависимость между интенсивностью напряжений и деформаций, с использованием обобщенного принципа Мазинга, позволяет исследовать деформирование гибких пластин и оболочек из циклически идеального, упрочняемого и разупрочняемого материалов. В выражениях для внутренних сил и внутренних моментов выделены добавочные силы и добавочные моменты, учитывающие историю нагружения пластин и оболочек на предыдущем n-1 - ом нагружении.
Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2020;22(3):152-156
152-156