Машиностроение

Конвейерный транспорт широко используется в различных отраслях хозяйства. Весьма распространённым являются конвейеры, предназначенные для перемещения сыпучих грузов при значительных углах транспортирования, так называемые крутонаклонные конвейеры. В то же время, теоретические аспекты их работы изучены относительно мало, что не позволяет опереться на ранее накопленные знания при проектировании новых конструкций крутонаклонных транспортирующих машин. Это приводит к тому, что характеристики конвейера при его проектировании подбираются весьма приблизительно, без тщательного теоретического обсчёта. Это приводит к нерациональному использованию ресурсов, как при возведении новых конвейеров, так и при эксплуатации существующих. В данной статье приведён теоретический расчёт узла загрузки конвейера и поведения груза при загрузке конвейера. Получены формулы для расчёта скорости падения груза на полотно конвейера, а также скорости его скольжения по загрузочному устройству на различных участках в зависимости от его геометрических параметров. Проанализировано влияние геометрических параметров питателя на поведение груза. Приведена математическая модель поведения сыпучей среды.

Статья посвящена исследованию нагружения телескопической стрелы стрелового грузоподъемного крана. В качестве методов исследования используется метод численного эксперимента, проведенного в модуле комплексного динамического и кинематического анализа механизмов SolidWorks Motion, и метод конечных элементов, применяемый в модуле Solid Edge Simulation, основанном на технологии анализа FEA Femap и решателе NX Nastran. Были рассмотрены следующие режимы нагружения телескопического стрелового оборудования: подъем груза, нормированный поворот, внезапная просадка выносной опоры. В результате исследований разработана математическая модель стрелового крана, оснащенного телескопической стрелой, которая идентична по своим характеристикам реальному прототипу; установлены зависимости амплитуд кинематических параметров движения рамы и груза крана от величины просадки аутригера в процессе поворота крана; получен характер нагруженности элементов телескопической стрелы для каждого режима нагружения. Определено напряженно-деформированное состояние телескопической стрелы с учетом взаимодействия секций с боковыми упорами; установлена зависимость наибольших напряжений конструкции от величины просадки выносной опоры; определена значимость влияния вертикальных и горизонтальных внешних и местных нагрузок на нагруженность телескопического стрелового оборудования.

В статье исследована возможность оптимизации геометрии и массы балки исходя из условий обеспечения местной устойчивости. Предмет исследования – коробчатая балка с криволинейными стенками. Данный тип балки не является распространенным, так как он не изучен должным образом, что говорит об его новизне. Однако проведенные исследования и испытания доказывают, что данный тип балки превосходит текущие типы балок по показателям местной устойчивости. Это говорит об актуальности дальнейших исследований и использовании балок с криволинейными стенками в конструкциях, в которых основным аспектом выбора геометрических размеров балки является местная устойчивость. Для оптимизации данного типа балок был проведен численный эксперимент с помощью метода конечных элементов в среде ANSYS. Эксперимент подтвердил возможность геометрической оптимизации с сохранением аналогичных показателей местной устойчивости. Результатами данного исследования являются полученные расчетные формулы. Первая формула необходима для нахождения напряжений потери местной устойчивости коробчатых балок с оптимизированными криволинейными стенками. Данная формула была выведена с помощью аппроксимации результатов численного эксперимента с помощью метода наименьших квадратов в среде MathCAD. Вторая полученная формула необходима для определения выигрыша по массе при использовании оптимизированной геометрии.

Мобильные канатные дороги, оборудование которых размещено на базовых шасси колесных или гусеничных машин высокой грузоподъемности, являются перспективным видом транспортно-перегрузочного оборудования. Специфические конструктивные особенности, режимы и условия их эксплуатации по сравнению с традиционными грузовыми и пассажирскими подвесными канатными дорогами стационарного исполнения требуют разработки специальных методов проектирования и проектных расчетов указанного типа машин. В статье рассматривается задача моделирования рабочих гидродинамических процессов, протекающих в гидроприводах с частотно-дроссельным регулированием механизмов движения тяговых и несуще-тяговых канатов, на всех стадиях работы механизма движения – стадии разгона транспортируемого груза, стадии установившегося (стационарного) движения с постоянной скоростью и стадии торможения при подходе к конечной точке останова. Для решения указанной технической задачи были разработаны математическая модель гидропривода и реализующая ее компьютерная программа. Модель обеспечивает компьютерное моделирование процессов изменения во времени таких основных технических характеристик гидропривода, как давления и объемные расходы рабочей жидкости в характерных точках по длине гидросистемы, перепад давления на гидромоторе и мгновенная мощность гидропривода, а также кинематических и силовых параметров движения тяговых и несуще-тяговых канатов (пройденного расстояния, линейной скорости и ускорения, требуемой мощности, преодолеваемых эксплуатационных нагрузок). Применительно к конкретному варианту мобильного канатного комплекса были проведены расчеты указанных гидродинамических, кинематических и силовых параметров, а также выполнен анализ полученных результатов. Показано влияние настройки регулируемого дросселя на результаты расчетов.

В статье рассмотрена конструкция и особенности работы оригинальной энергоэффективной манипуляционной системы для проведения погрузочно-разгрузочных работ мобильной транспортно-технологической машиной. Ее конструктивной особенностью является замена гидравлического механизма возвратно-поворотного движения наиболее нагруженного звена на механизм возвратно-поступательного движения. Это позволило решить две важные задачи: существенно уменьшить величину эксплуатационной нагрузки, которую необходимо преодолевать силовому гидроцилиндру в процессе перемещения звена манипуляционной системы, а также обеспечить постоянство величины эксплуатационной нагрузки в течение всего времени вертикального перемещения транспортируемого груза. Применительно к конструкции и техническим характеристикам манипуляционной системы реальной мобильной машины был проведен сравнительный анализ энергоэффективности эксплуатации крана-манипулятора рассматриваемой и традиционной конструкции. Результаты анализа показали, что эксплуатация манипуляционной системы предложенной конструкции оказывается заметно более экономичной. Это объясняется снижением мощности гидропривода мобильной машины вследствие использования силового гидроцилиндра меньшего типоразмера, для работы которого требуется меньший объемный расход рабочей жидкости. В частности, для рассмотренной мобильной машины возможное уменьшение мощности насосной установки может составлять более 30%.

В статье представлены результаты экспериментального исследования зоны контакта тяговой и грузонесущей лент промежуточного ленточного привода ленточного конвейера в поперечной ориентации с использованием тепловизионной съемки. Описаны конструкция экспериментального стенда, условия и последовательность проведения исследования. Установлены закономерности взаимодействия лент, в частности неравномерность их сцепления в зоне контакта по ширине, что выражается в проявлении ряда преимущественных продольно ориентированных зон, расположение которых в поперечной ориентации соответствует точкам контакта сечений лент с ребрами роликов поддерживающих роликоопор. На основе результатов проведенных экспериментальных исследований разработана методика расчета приведенного коэффициента сцепления лент, дополнительно учитывающая кусковатость перемещаемых грузов, в частности возможное опирание прилегающего к ленте слоя частиц груза непосредственно через их кромки. Отражены ограничения в рамках предложенной методики, определяемые типами транспортируемых материалов. Показан пример расчета коэффициента сцепления.

Грузозахватные приспособления применяются при любой грузоподъемной операции и служат для крепления груза к строительной машине, в большинстве случаев, к крюку подъемного крана. От правильного выбора приспособления, его технических характеристик, параметров надёжности, а также грамотной эксплуатации и применения зависит важнейшее качество изделия - безопасность. В статье приведён анализ методов и подходов к оценке риска использования грузозахватных приспособлений при выполнении грузоподъемных операций. Описана задача по конструированию захвата зажимного действия для подъема груза с возможностью поворота из горизонтального положения в вертикальное. Определены опасные ситуации и вероятность ошибки оператора при строповке груза. Рассмотрен практический пример снижения риска эксплуатации грузозахватного приспособления с целью повышения безопасности при его использовании. Объясняется необходимость применения термина «культура безопасности» для всех этапов жизненного цикла грузозахватных приспособлений и указывается на необходимость предварительной подготовки конструкторской и эксплуатационной документации во взаимосвязи с технологическими особенностями или возможностями конкретного производства. Достигнут результат по внедрению в эксплуатацию конструкции захвата зажимного действия для подъема колеса во взаимосвязи с безопасными методами работы, отраженными в паспорте на изделие и в руководстве по эксплуатации. В выводах акцентировано внимание на необходимость расширения полученного опыта на другие виды и типы захватов, необходимости систематизации и обобщения полученного опыта, а также накопления статистических данных.

Статья посвящена проблеме повышения эффективности применения частотного регулирования гидропривода механизмов движения звеньев шарнирно-сочлененных манипуляционных систем мобильных транспортно-технологических машин. Ранее авторами было показано, что вид закона регулирования частоты вращения вала объемного насоса и его количественные характеристики оказывают определяющее воздействие на вид и количественные характеристики графиков изменения во времени кинематических и гидравлических параметров процесса перемещения звеньев манипуляционных систем. На примере поворотного движения звена натурной манипуляционной системы выполнен количественный анализ различных законов регулирования. Показано, что наиболее благоприятной формой закона изменения частоты вращения вала регулируемого объемного насоса является S-образная форма. Сформулированы критерии качества регулирования, которые позволяют обеспечить благоприятные параметры движения (отсутствие динамической нестабильности движения) с учетом величины действующих эксплуатационных нагрузок и конструктивных размеров звеньев. Предложена математическая модель, позволяющая синтезировать законы частотного регулирования, которые являются оптимальными для отдельного критерия качества – минимального времени отработки движения (однокритериальная оптимизация). Дано описание компьютерной программы, которая реализует предложенные математические модели.

Представлены результаты экспериментального исследования особенностей работы электрических приводов в продолжительных режимах включения (соответствующих режимам работы приводов ленточных конвейеров) с применением преобразователей частоты и на естественных механических характеристиках. Приведено описание экспериментального стенда в виде обобщенного приводного механизма подъемно-транспортной машины. Сформулированы особенности и ограничения проведения теплового контроля с учетом условий окружающей среды и качества поверхностей объектов исследования. Приведена последовательность проведения эксперимента. Получены и расшифрованы термограммы тепловизионной съемки. Указанные данные представлены в виде графиков изменения температур объектов исследования во времени. Анализ полученных данных позволил подтвердить корректность предложенных ранее рекомендаций по учету типа системы управления приводами при построении вероятностных математических моделей распределения тяговых усилий, в частности, при решении задачи сохранения расчетного распределения тяговых усилий между приводами.

Конкретизированы и обобщены общесистемные и внутренние отклонения скольжения электродвигателей в структурах многодвигательных приводов многоприводных ленточных конвейеров. В виде иерархической структуры сформулирован принцип учета указанных отклонений при построении вероятностной математической модели распределения тяговых усилий в многоприводном ленточном конвейере. Предложена система обязательных внутренних для многодвигательных приводов сочетаний отклонений скольжения электродвигателей. С учетом рекомендаций данной системы предложены зависимости, позволяющие оценить трудоемкость вероятностного моделирования и составить детальные качественные описания каждого расчетного случая.

В учебном пособии представлены основные положения теоретических основ теплотехники: техническая термодинамика, термодинамические циклы, основы трансформации теплоты.

В учебном пособии рассмотрены основы теории компрессорных машин динамического действия, особенности конструкций и методики проектирования элементов проточной части данных машин, а также вопросы их эксплуатации.

Приведены краткие сведения из теории теплопроводности о распространении теплоты при различных граничных условиях, методы расчета некоторых физических величин, полученных от различных источников теплоты, а также примеры применения этих методов к анализу тепловых процессов при различных методах обработки материалов: при литье, давлении, сварке, резании. Рассмотрен термомеханический метод расчета температур, характеристик сопротивления материалов пластическим деформациям, плотностей тепловых потоков, основанный на учете взаимосвязи этих факторов.

В учебном пособии рассмотрены следующие темы: электрохимическая коррозия; коррозионные разрушения металла; биокоррозия; концепция биопленки и коррозионные явления, сопряженные с воздействием микроорганизмов; физико-химические показатели почвогрунта и методы изучения; микробиологическая характеристика почвы и методы микробиологического исследования; ферментативная активность почв и методы изучения; меры защиты нефтепровода от коррозии; защита нефтегазодобывающего оборудования от коррозии.

Рассмотрены основные понятия физического эксперимента, планирование и обработка результатов экспериментальных исследований, а также методы и средства измерения давления, температуры и расхода.

В учебном пособии приведены основные положения методики анализа пожарной опасности технологического процесса, осуществляемого на объекте производственного назначения, при нормальном режиме эксплуатации оборудования, его ремонте и в аварийных ситуациях. Особое внимание уделено мерам пожарной профилактики и защиты технологического оборудования.

В пособии приведены краткие положения раздела прикладной механики – кинетостатики механизмов. Предназначено для студентов бакалавриата и магистратуры механико-машиностроительных направлений подготовки. Будет полезным для закрепления теоретических положений механики, выполнения курсовых работ и проектов по разделам прикладной механики.

Рассмотрены вопросы курсового проектирования тормозных ракетных двигателей, предназначенных для отделения головной части ракеты, а также для разделения ступеней двухступенчатой баллистической ракеты с жидкостным ракетным двигателем. Определены оптимальные геометрические размеры двигателей, их масса, газодинамические параметры потока, тепловые режимы и теплозащита ракетных двигателей. Приведены расчеты на прочность камеры сгорания ракетного двигателя, соплового тракта, болтовых соединений.

Издание содержит теоретические основы и практический материал для проведения расчетов отдельных элементов нефтехимического оборудования в программе Matlab в соответствии со стандартом высшего образования по направлению подготовки 18.03.01 «Химическая технология». Пособие предназначено для подготовки выпускной квалификационной работы студентов очной и заочной форм обучения.

Изложены основные сведения о процессах, происходящих в зоне резания при токарной обработке, о видах смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и их функциональных действиях, способах подачи СОЖ в зону резания и очистки и продления срока их службы. Приведены способ расчета и измерения температуры в зоне резания, расчет рационального диаметра сопла для подачи СОЖ, методы оценки степени биопоражения СОЖ. Описан расчет напряжений, деформаций и температуры в зоне резания с охлаждением СОЖ, подаваемой различными способами, с помощью пакета твердотельного моделирования SolidWorks.

Представлены тексты для освоения немецкой терминологии нефтехимической отрасли, грамматический материал для обучения чтению и говорению, переводу, реферированию, а также дополнительные упражнения для самостоятельной работы.

В учебном пособии рассмотрена методика проектирования гидропанели. Издание содержит требования и задания, необходимые для выполнения расчетно-графической работы, и предназначено для студентов всех форм обучения по направлениям: 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (профили подготовки «Металлообрабатывающие станки и комплексы» и «Технология машиностроения»), 15.03.03 «Прикладная механика», 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств», 15.03.01 «Машиностроение». Может быть полезно студентам, изучающим дисциплины «Гидропневмопривод», «Оборудование машиностроительного производства», «Расчет и конструирование станков».

Представлены методические разработки, составляющие основу дисциплины «Инженерная и компьютерная графика». Приведены алгоритмы создания с использованием средств системы «КОМПАС» плоских изображений: чертежей деталей, схем, спецификаций и сборочных чертежей. Рассмотрены способы компьютерного 3D-моделирования изделий.

Учебное пособие содержит основные сведения о моделировании в современных САПР процессов обработки давлением – ковки, горячей объемной и листовой штамповки, а также о подготовке исходных данных с помощью CAD-систем, проведении моделирования и анализа результатов моделирования технологических процессов объемной и листовой штамповки. Рассмотрены основные параметры САПР, позволяющие диагностировать появление дефектов заготовок.

Рассмотрены вопросы, касающиеся технологии производства ремонтных работ по восстановлению работоспособности насосного и компрессорного оборудования, колонной и реакционной аппаратуры, приведены виды систем диагностики, используемых для контроля исправного состояния оборудования.

Настоящее учебное пособие является руководством по использованию расчетных программ для ЭВМ (MS Excel, Mathсad, APM Win-Machine) применительно к решению задач на прочность и жесткость деталей и конструкций, подверженных деформациям различных видов.

Приведена краткая классификация технологической оснастки. Значительное место в учебном пособии отведено станочным приспособлениям и их составным частям. Даны сведения, необходимые для выбора, проектирования и эффективного использования станочных приспособлений.

Изложен метод конечных элементов в перемещениях для стержневых систем, состоящих из ферменных и балочных элементов с различными способами соединения стержней с узлами. Введены матрицы аппроксимирующих функций, с использованием которых построены матрицы жёсткости в локальных и глобальных системах координат. Сформулированы правила построения глобальной матрицы жёсткости системы по матрицам жёсткости отдельных элементов. Рассмотрен способ учёта внеузловой нагрузки. Все выкладки и примеры расчёта выполнены с использованием пакета компьютерной алгебры MAPLE.

Описаны классификация и устройство основных узлов оборудования и аппаратуры, используемых при различных способах механизированной сварки в защитных газах. Приведены конструктивные особенности и технико-экономические характеристики современных марок полуавтоматов, применяемых на предприятиях страны.

Материал учебного пособия предназначен для отработки навыков практического применения знаний по дисциплине «Прикладная механика» и рекомендован студентам очной и заочной форм обучения всех механических и немеханических направлений, осваивающим дисциплину «Прикладная механика» в объёме 5 зачетных единиц (180 ч).

Рассмотрена задача выбора оборудования электрических подстанций, включая выбор коммутационного оборудования, силовых трансформаторов, кабельных линий. Приведены варианты исходных данных для проектирования и примеры расчета.

Рассмотрены задачи исследования и проектирования тепломассообменного оборудования предприятий и производств, пути, способы и методы повышения его эффективности; классификации конструкций и топологий тепломассообменных объектов; модели утилизационных теплообменников, теплообменные системы для охлаждения и осушки газа с утилизацией теплоты сжатия; теплообменное оборудование и теплотехнические системы компрессорных станций и хранилищ сжиженного газа. Приведены примеры расчетов, оптимизационных задач, схемные, конструктивно-компоновочные и режимные решения.

В пособии изложены основные понятия, определения и этапы моделирования, приведены примеры разработки математических моделей для описания процессов горячего и холодного прессования, прокатки, ковки и штамповки. Дана краткая характеристика современных автоматизированных программных комплексов, позволяющих моделировать процессы сварки, литья, давления и резания. Подробно описаны отечественные программы КОМПАС-3D, QFORM, ВЕРТИКАЛЬ, широко использующиеся в учебных заведениях и на предприятиях машиностроительного комплекса.

Рассмотрены основные этапы проектирования промышленных объектов. Даны общие сведения о структуре и оборудовании, приведены методики расчетов, выполняемых при проектировании машиностроительных предприятий, в частности цехов кузнечно-штамповочного производства.

Учебное пособие содержит теоретический материал по проектированию конструкции асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Приведены этапы выполнения курсовой работы. Даны рекомендации по оформлению расчетно-пояснительной записки и сборочного чертежа.

Рассмотрены вопросы получения высококачественного лезвия металлорежущего инструмента на высокоскоростной установке с дальнейшим нанесением упрочняющего покрытия. Представлены разделы, посвященные анализу эффективности, разработке формы и геометрии режущей части твердосплавного инструмента для чистовой обработки труднообрабатываемых материалов; разработке и созданию технологической системы для исследования сверхскоростного затачивания твердосплавного инструмента; исследованию процесса обработки жаропрочных и титановых сплавов твердосплавным инструментом, полученным сверхскоростным затачиванием.

Рассмотрены основные понятия, методы и средства идентификационных измерений. Представлены новейшие информационные технологии и алгоритмы, предназначенные для анализа и синтеза сигналов и данных.

Изложены основные сведения о методах электрофизической и электрохимической обработки металлов для изготовления зубчатых колес и результаты исследования процесса статико-гидродинамического электролиза, точности изготовления и формирования микрорельефа в процессе обработки. Приведены данные по повышению изгибной, контактной и усталостной прочности. Описаны методы расчета и даны рекомендации по проектированию технологических процессов.

Изложены сведения по физике разреженных газов, физическим процессам переноса в вакууме, теоретическим основам процесса откачки из вакуумной системы. Рассмотрен принцип действия вакуумных насосов и ловушек. Приведены требования, предъявляемые к рабочим жидкостям для вакуумных насосов различного типа. Представлены примеры использования вакуумной техники в различных областях промышленности.

Определены предмет и задачи курса. Изложены принципы и терминология основных разделов классического маркетинга. Подробно рассмотрена специфика промышленного маркетинга на примерах технологического, в основном металлообрабатывающего, оборудования.

Издание содержит аутентичные тексты на английском языке, имеющие ярко выраженную профессиональную направленность, упражнения на формирование и развитие лексических и грамматических навыков, необходимых для коммуникации в устной и письменной форме на английском языке для решения задач профессиональной деятельности.

Представлены тексты для освоения немецкой терминологии энергетической отрасли, грамматический материал для обучения чтению и говорению, переводу, реферированию, а также дополнительные упражнения для самостоятельной работы.

Учебное пособие содержит информацию из англоязычных источников о технологических процессах в области криогенной техники и оборудования. Дано описание устройств, процессов и принципов работы холодильного оборудования, установок нефтепереработки, а также освещены некоторые вопросы системы жизнеобеспечения. В каждом разделе имеется разработанная система фонетических, грамматических, лексических и словообразовательных упражнений.

В учебном пособии изложен теоретический материал по дисциплине «Прикладная механика». Также приведены принятые обозначения, словарь терминов, темы рефератов и краткая историческая справка.

Рассмотрены различные виды композиционных материалов, их классификация и свойства, а также требования, предъявляемые к ним. Представлен материал для самостоятельной работы студентов по дисциплинам «Материаловедение», «Полимерные и композиционные материалы» и «Физические основы современных методов исследования материалов».

Дана классификация и описано устройство типовых узлов оборудования и аппаратуры, используемых при дуговой сварке под слоем флюса. Приведены конструктивные особенности и технические характеристики сварочных автоматов для дуговой сварки под слоем флюса общего и специального назначений отечественного и импортного производства.

Учебное пособие по структуре, содержанию и методике ориентировано на изучение дисциплины «Прикладная механика» согласно действующим стандартам. Содержит справочные таблицы и нормативные данные, принятые в практике конструирования. Приведен пример выполнения курсового проекта по прикладной механике, даны тестовые задания.

Рассмотрены принципы построения редукторного привода машин с учетом современных направлений его развития. Приведены характеристики новых и модернизированных российских и зарубежных серийных электродвигателей, редукторов, мотор-редукторов, вариаторов, открытых передач и муфт с высокими нагрузочными параметрами. Пособие сопровождается иллюстрациями и таблицами в основном тексте и приложениях.

Учебно-методическое пособие посвящено технологии восстановления изношенных деталей производственного оборудования газотермическим напылением покрытий, включая газопламенный, электродуговой, детонационный и плазменный метод. В работе подробно описаны этапы предварительной обработки поверхности детали, нанесения покрытия и финишной обработки поверхности покрытия.

Представленный материал необходим для более глубокого усвоения теоретического материала студентами и преобразования полученных навыков в практическое их применение к решению конкретных инженерных задач.