Ломова О.С., Сорокина И.А. Исследование напряженно-деформированного состояния системы круглошлифовального станка методом конечных элементов

Исследование напряженно-деформированного состояния системы круглошлифовального станка методом конечных элементов

Ломова О.С., Сорокина И.А.

Современное развитие машиностроения сопровождается непрерывным ростом точности деталей машин и повышением геометрической формы заготовок. Отклонения формы цилиндрических поверхностей существенно влияют на контактную жесткость, износостойкость, герметичность соединений, шум и другие эксплуатационные характеристики оборудования. Решение проблемы точности направлено не только на обеспечение точного изготовления обработанных деталей, но и на анализ причин возникновения погрешностей обработки, зависящих от степени действия технологических факторов. Среди них значительное влияние оказывает радиальная сила резания. Одним из путей повышения точности обработки является ослабление вынужденных колебаний и уменьшение деформаций узлов станка. В статье изучено влияние упругих деформаций системы круглошлифовального станка на точность обрабатываемых поверхностей. Построена 3D модель обработки заготовок и методом конечных элементов рассчитаны деформации и напряжения технологической системы при действии силы резания.

Ключевые слова: метод конечных элементов, упругие деформации, сила резания, точность шлифования.

Литература

1. Новоселов Ю.К. Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке. – Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1979. – 232 с.
2. Алямовский А.А. Инженерные расчеты в SolidWorks Simulation. – М.: ДМК Пресс, 2010. – 464 с.
3. Ломова О.С., Ломов С.М., Моргунов А.П. Точность обработки деталей на круглошлифовальных станках: Монография. – М.: Издательский центр «Технология машиностроения». –  2011. – 176 с.

«Машиностроение и безопасность жизнедеятельности» №1 (15), 2013 год. Страницы: 72-76

Скачать полный текст:

Английская версия

Ломова Ольга Станиславовна – кандидат технических наук, доцент кафедры «Нефтехимические технологии и оборудование», Омский государственный технический университет, Омск, Россия. E-mail: 190567@mail.ru

Сорокина Ирина Александровна – аспирант кафедры «Нефтехимические технологии и оборудование», Омский государственный технический университет, Омск, Россия. E-mail: Irina3980@mail.ru

Лодыгина Н.Д. Расчет контактных напряжений сопрягаемых винтовых поверхностей

Расчет контактных напряжений сопрягаемых винтовых поверхностей

Лодыгина Н.Д.

В зоне контакта происходит концентрация напряжений, возникают объемные значительные напряжения и как следствие происходит локальное пластическое деформирование и разрушение. При расчете на прочность сопрягаемых винтовых поверхностей наибольший вклад в расчетные суммарные напряжения вносят контактные напряжения (до 80%). Определение номинальных контактных напряжений затруднено и расчеты выполняют методами теории упругости. В данной работе определены контактные напряжения с применением формул Герца в продольном сечении винта винтового механизма. Необходимость определения контактных напряжений в продольном сечении винта продиктовано сложением напряжений винта, витка и контактных напряжений (комплексная методика расчета напряженного состояния винтовых поверхностей). В качестве критерия контактной прочности берется критерий энергии формоизменения (четвертая теория прочности), применимость которой подтверждается экспериментальными данными. Предложенный метод расчета контактных напряжений целесообразно распространить на все виды зубчатых передач с контактом в точке, в том числе, на расчет фрикционных передач.

Ключевые слова: контактные напряжения, контактная прочность, винтовая поверхность, нормальные напряжения, касательные напряжения, критерий прочности энергии формоизменения.

Литература

1. Гастев Е. Г. Краткий курс сопротивления материалов. – М.: Наука, 1977. – 456 с.
2. Лодыгина Н.Д. Исследование напряжений деталей винтовых механизмов// Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. 2011, №1. – С. 63-66.
3. Лодыгина Н.Д. Напряженное состояние в произвольной точке сечения витков деталей несоосных винтовых механизмов // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. 2011, №2. – С. 55-57.
4. Расчеты на прочность в машиностроении / С. Д. Пономарев, В. Л. Бидерман, К. К. Лихачев и др. – М.: Машгиз, Т.1, 1956. – 884 с.; Т.2, 1958. – 974 с.; Т. 3, 1959. – 1118 с.
5. Решетов Д.Н., Голлер Д.Э., Брагин В.В. Перспективы стандартизации расчетов зубчатых передач // Вестник машиностроения.  1985, №11. – С. 3-7.
6. Шарапов Р.В., Лодыгина Н.Д. Расчет напряжений деталей несоосного винтового механизма // Фундаментальные исследования. 2009, №5. – С. 70-71.

«Машиностроение и безопасность жизнедеятельности» №1 (15), 2013 год. Страницы: 67-71

Скачать полный текст:

Английская версия

Лодыгина Нина Дмитриевна – кандидат технических наук, доцент кафедры «Техносферная безопасность» Муромского института (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых», Муром, Россия. E-mail: nina.lodygina@yandex.ru

Зелинский В.В. Оценка факторов отказа деталей привода путевых подбивочных машин

Оценка факторов отказа деталей привода путевых подбивочных машин

Зелинский В.В.

В статье устанавливается связь между усталостными повреждениями деталей привода путевых подбивочных машин и условиями их нагружения в процессе выполнения регламентных работ. Исходя из характера разрушений показано, что их причиной может быть малоцикловая усталость, вызванная повторяющимися перегрузками кратковременного действия. На основе математического моделирования получены расчетные формулы, по которым произведена оценка влияния отдельных технологических факторов на силы сопротивления передвижению машины. Выявлены узлы машины, создающие наибольшие силы сопротивления и нагрузки в деталях привода. Произведена относительная сравнительная оценка нагрузок с учетом влияния главных технологических факторов – высота подъема рельсового пути при подбивке и коэффициента трения в контакте роликовых захватов с рельсом. Сформулированы рекомендации конструкторского и технологического характера по уменьшению нагрузок в деталях привода и снижению вероятности развития усталостных разрушений.

Ключевые слова: повреждение, усталость, деталь, сопротивление, нагрузка, фактор, коэффициент трения, роликовый захват.

Литература

1. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн.1/ Под ред. П.Н. Усачева. Изд. 3-е, испр. – М.: Машиностроение, 1988. – 560 с.
2. Серенсен С.В., Когаев В.П., Шнейдерович Р.М. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность. Руководство и справочное пособие.  Изд. 3-е / под ред. С.В. Серенсена. – М.: Машиностроение, 1975.

«Машиностроение и безопасность жизнедеятельности» №1 (15), 2013 год. Страницы: 63-66

Скачать полный текст:

Английская версия

Зелинский Виктор Васильевич – кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения» Муромского института (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых», Муром, Россия. E-mail: selvik46@yandex.ru

Елисеев С.В., Елисеев А.В., Кашуба В.Б. Особенности оценки зазора в модельной задаче подбрасывания материальной частицы с неудерживающими связями

Особенности оценки зазора в модельной задаче подбрасывания материальной частицы с неудерживающими связями

Елисеев С.В., Елисеев А.В., Кашуба В.Б.

В статье представлены результаты исследования механических систем с неудерживающими связями. Рассмотрена модельная задача подбрасывания материальной частицы на горизонтальной поверхности с неудерживающими связями при наличии гравитационных сил. Исследованы длительность и высота подлета материальной частицы в зависимости от частоты и амплитуды колебания поверхности. Получены оценки зазора между материальной частицей и поверхностью колебания. Представлены аналитические соотношения на частоту и амплитуду колебания поверхности, которые обеспечивают заданные высоту или время подлета материальной частицы. Представлены предельные характеристики процесса подбрасывания. Предложены ограничения на параметры математической модели, учитывающие физические характеристики поверхностей, и способы модификации исходной математической модели. Представленная методологическая основа может быть использована для исследования режимов непрерывного подбрасывания с учетом дополнительной постоянной силы.

Ключевые слова: неудерживающие связи, взаимодействие материальной частицы с вибрирующей поверхностью, режим подбрасывания в одно касание, кратный режим подбрасывания, зазор, высота подбрасывания, время подбрасывания, отрыв частицы от поверхности.

Литература

1. Лойцянский Л.Г.  Курс теоретической механики: в 2 т. Т 2 Динамика / Л.Г. Лойцянский, А.И. Лурье. – М.: Наука, 1968. – 638 с.
2. Лурье А.И. Аналитическая механика / А.И. Лурье. – М.: Наука, 1986. – 516 с.
3. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин / И.И. Артоболевский. — М.: Наука, 1978. – 640 с.
4. Блехман И.И., Джаналидзе Г.Ю. Вибрационное перемещение / И.И. Блехман, Г.Ю. Джаналидзе. – М.: Наука, 1968. – 316 с.
5. Сельвинский В.В. Динамика контактного взаимодействия твердых тел. – Благовещенск: Изд-во Амурского государственного университета. 2009. – 164 с.
6. Елисеев С.В., Марков К.К. Некоторые вопросы динамики колебательного процесса при неудерживающих связях // Механика и процессы управления. – Иркутск: ИПИ. 1971. – С. 71-83.
7.  Елисеев С.В.,  Лоткин О.И. Условия существования и нарушения контакта для систем с неудерживающими связями // Труды ОМИИТа. Вып. 69. – Омск: ОМИИТ, 1966. – С. 93-99.
8. Горбиков С.П., Неймарк Ю.И. Основные режимы движения при вибротранспортировании с подбрасыванием // Изв. АН СССР «Механика твердого тела», № 4, 1981. – С. 39-50.
9. Елисеев С.В., Елисеев А.В. Режимы подбрасывания материальной частицы на вибрирующей поверхности в модельной задаче с неудерживающими связями. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2012, №3(35). – С. 64-75.
10. Серебреницкий П.П. Общетехнический справочник. //  П.П. Серебреницкий. – СПб: Политехника. 2004. – 445 с.

«Машиностроение и безопасность жизнедеятельности» №1 (15), 2013 год. Страницы: 50-56

Скачать полный текст:

Английская версия

Елисеев Сергей Викторович – доктор технических наук, профессор, директор НИИ «Современных технологий, системного анализа и моделирования» ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения», Иркутск, Россия. E-mail: eliseev_s@inbox.ru

Елисеев Андрей Владимирович – аспирант федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Иркутский государственный университет путей сообщения», Иркутск, Россия. E-mail: andrey.marketer@gmail.com

Кашуба Владимир Богданович – кандидат технических наук, доцент, директор технопарка Братского государственного университета, Братск, Россия. E-mail: plemja@rambler.ru

Бикташев Д.А., Либерман Я.Л., Горбунова Л.Н. Синтез кода Хаффмена–Либермана для систем ЧПУ металлорежущими станками класса DNC

Синтез кода Хаффмена–Либермана для систем ЧПУ металлорежущими станками класса DNC

Бикташев Д.А., Либерман Я.Л., Горбунова Л.Н.

Системы ЧПУ класса DNC являются наиболее рациональным и перспективным видом систем управления оборудованием и, в частности, металлорежущими станками в гибких автоматизированных производствах. В системах DNC применяют два вида кодов: корректирующие – коды ISO-7bit.,Чудакова и оптимальные (статистические) коды, алгоритм синтеза которых предложен Хаффменом. Обнаруживать ошибки в программах, передаваемым в кодах Хаффмена, в случаях, когда ошибки все-таки появляются, чрезвычайно затруднительно. Это влечет за собой существенное усложнение интерфейсов пристаночных систем CNC и требует специального математического обеспечения их работы. В статье предлагается оптимальный неравномерный код Хаффмена–Либермана, предназначенный для передачи управляющих программ от ЭВМ к пристаночным системам CNC в гибких автоматизированных производствах. Описывается один из возможных алгоритмов синтеза таких кодов и сравнивается предложенный код с кодами ISO-7bit, Чудакова и кодом, построенным по известному алгоритму Хаффмена. Применение кода Хаффмена–Либермана повысит безаварийность систем ЧПУ класса DNC, уменьшит вероятность выпуска брака при их эксплуатации и возможные экономические потери.

Ключевые слова: код Хаффмена–Либермана, системы ЧПУ, контроль по паритету, гибкие производственные системы.

Литература

1. Ратмиров В.А. Управление станками гибких производственных систем. – М.: Машиностроение, 1987.
2. Чудаков А.Д. Системы управления гибкими комплексами механообработки. – М.: Машиностроение, 1987.
3. Хаффмен Д. Метод построение кодов с минимальной избыточностью // Кибернетический сборник, № 3, Изд-во иностр. лит., 1961.
4. Либерман Я.Л. Статистические коды для систем числового управления станками непосредственно от ЭВМ // Станки и инструмент, 1975, № 7.
5. Либерман Я.Л. Принципы построения и перспективы развития систем мониторинга для металлорежущих станков. – М.: ВНИИТЭМР, 1989.
6. Либерман Я.Л., Журов С.П. Повышение надежности систем ЧПУ металлорежущими станками класса DNC методом статистического кодирования / Качество функционирования и надежность БМС. – Свердловск: УрО АН СССР, 1988.
7. Либерман Я.Л., Тимашев С.А., Журов С.П. Статистическое кодирование информации управляющих программ как способ повышения надежности систем ЧПУ класса DNC. – Свердловск: УрО АН СССР, 1988.
8. Либерман Я.Л. Системы мониторинга для металлорежущих станков. – Екатеринбург: Урал. госуд. технич. ун-т, 2000.
9. Цымбал В.П. Теория информации и кодирование. – Киев: Вища школа, 1973.
10. Новик Д.А. Эффективное кодирование. – М.-Л.:Энергия, 1965.

«Машиностроение и безопасность жизнедеятельности» №1 (15), 2013 год. Страницы: 35-44

Скачать полный текст:

Английская версия

Бикташев Денис Андреевич – инженер кафедры «Металлорежущие станки и инструмент» Уральского федерального университета, Екатеринбург, Россия. E-mail: msi@mmf.ustu.ru

Либерман Яков Львович – кандидат технических наук, доцент кафедры «Металлообрабатывающие станки и комплексы» Уральского федерального университета, Екатеринбург, Россия. E-mail: yakov_liberman@list.ru

Горбунова Любовь Николаевна – кандидат технических наук, доцент кафедры «Инженерная экология и безопасность жизнедеятельности» Политехнического института Сибирского федерального университета, Красноярск, Россия. E-mail: Brigitta_81@mail.ru

Шарапов Р.В. Показатели наблюдения и оценки карстовых процессов

Показатели наблюдения и оценки карстовых процессов

Шарапов Р.В.

В работе проводится систематизация показателей, используемых для наблюдения и оценки состояния карстовых процессов. Подробно рассматриваются количественные показатели, характеризующие поверхностные проявления карстовых процессов, подземные проявления карстовых процессов и подземную гидрологию. К показателям, характеризующим поверхностные проявления карстовых процессов, относятся: показатель карстовой пораженности территории, показатель интенсивности карстовых форм, средняя периодичность образования карстовых форм, площадной показатель карстовой пораженности территории, показатель среднегодовой поражаемости территории карстовыми формами, объёмный показатель карстовой пораженности, объёмный коэффициент закарстованности, показатель среднегодового прироста объёма карстовых форм, площадь, глубина и диаметр отдельной карстовой формы, показатель глубинности карстовых воронок, скорость приращения размеров карстовых форм. Показатели, характеризующие подземные проявления карстовых процессов включают: линейный коэффициент внутренней закарстованности, линейный коэффициент открытой закарстованности, линейный коэффициент общей закарстованности, линейный коэффициент поверхностной закарстованности, коэффициент аномальности, линейная плотность карстовых полостей, площадная плотность карстовых полостей, объёмная плотность карстовых полостей, показатель активности карстовых процессов, общее оседание исследуемой территории, скорость растворения пород. К показателям, характеризующим гидрологический режим территории, относятся: уровень подземных вод, скорость движения подземных вод, температура подземных вод, химический состав подземных вод, коэффициент фильтрации подземных вод, коэффициент колебания дебита карстовых источников, подземная карстовая денудация, дефицит насыщения вод сульфатом кальция, коэффициент колебания минерализации карстовых вод, произведение активностей ионов кальция и сульфатного, кальция и карбонатного, градиент выщелачивания.

Ключевые слова: карст, карстовые процессы, мониторинг, поверхностное проявление карста, подземное проявление карста, подземные воды.

Литература

1. Бондарик Г.К., Пендин В.В., Ярг Л.А. Инженерная геодинамика – М: КДУ, 2009. – 440с.
2. ГОСТ Р 22.1.06-99. «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование опасных геологических явлений и процессов. Общие требования» – М.: 1999.
3. Дубровкин В.Л. Исследование карстовых процессов при изыскании трассы для железнодорожных линий // Советская геология, 1948, № 35.
4. Костарев В.П. О количественных показателях карста и их использовании при инженерно-геологической оценке закарстованных территорий // Инженерно-строительные изыскания, 1979, №1.
5. Макеев З.А. Принципы инженерно-геологического районирования карстовых областей // Московская конференция по карсту, вып. 4. – Молотов: Издание Молотовского госуниверситета, 1948.
6. Максимович Г.А. Основы карстоведения. Том 1. – Пермь: Пермское книжное издательство, 1963.
7. Методические рекомендации по организации и производству наблюдений за режимом уровня, напора и дебита подземных вод. – М.: ВСЕГИНГЕО, 1983
8. Методические указания по производству наблюдений за режимом температуры подземных вод. – М.: ВСЕГИНГЕО, 1983
9. Проблемы изучения карстовых полостей горных областей СССР. – Ташкент: Фан УзССР, 1983. – 150с.
10. Проектирование, строительство и эксплуатация земляного полотна в карстовых районах. – М.: Транспорт, 1968.
11. Родионов Н.В. Инженерно-геологические исследования в карстовых районах. – М.: Госгеолтехиздат, 1958.
12. Руководство по инженерно-геологическим изысканиям в районах развития карста. – М.: ПНИИИС, 1995. – 167с.
13. Севаренский И.А. Инженерно-геологическая оценка карстовых явлений в районе г.Дзержинска // Труды лаборатории гедрогеологических проблем им. Ф.П. Саваренского, 1962, Том 47.
14. Толмачев В.В. и др. Инженерно-строительное освоение закарстованных территорий / В.В.Толмачев, Г.М.Троицкий, В.П.Хоменко; под.ред.Е.А.Сорочана. – М.: Стройиздат, 1986. – 176 с.
15. Шарапов Р.В. Мониторинг экзогенных процессов // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности, 2012, № 2. – С.39-42.
16.  Шарапов Р.В. Принципы мониторинга подземных вод // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности, 2012, № 3. – С.27-30.

«Машиностроение и безопасность жизнедеятельности» №1 (15), 2013 год. Страницы: 28-34

Скачать полный текст:

Английская версия

Шарапов Руслан Владимирович – кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Техносферная безопасность» Муромского института (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых», Муром, Россия. E-mail: info@vanta.ru

Дорофеев Н.В., Орехов А.А. Структура информационной обработки подсистемы пространственно-временного прогнозирования геодинамики

Структура информационной обработки подсистемы пространственно-временного прогнозирования геодинамики

Дорофеев Н.В., Орехов А.А.

В работе рассматривается структура информационной обработки подсистемы пространственно-временного прогнозирования геодинамики геологической среды. Предлагаемая структура информационной обработки нацелена на получение прогнозной функции развития геологической среды под влиянием естественных и искусственных факторов. При получении прогнозной функции учитываются не только гидрологические и температурные помехи, но и степень закарстованности территории, а так же причины развития карстовых процессов; техногенная нагрузка на грунты и природные факторы, влияющие на деформацию грунта. Предлагаемая структура информационной обработки подсистемы прогнозирования хорошо сочетается с модульной и сервис-ориентированной архитектурой географической информационно-аналитической системой. Предлагаемую структуру можно с легкостью расширять, подключая к распределенной системе глобального геоэкологического мониторинга новые измерительные комплексы, системы и базы данных.

Ключевые слова: система геоэлектрического контроля, система мониторинга, геоэкология, геоэкологический мониторинг, прогнозирование.

Литература

1.  Дорофеев Н.В., Орехов А.А. Организация географической информационно-аналитической системы геоэкологического мониторинга // Радиотехнические и телекоммуникационные системы, 2012, №2. – С. 53-56.
2. Орехов А.А., Дорофеев Н.В. Информационно-измерительная система для проведения геоэлектрического контроля геодинамических объектов // Радиотехнические и телекоммуникационные системы, 2012, №2. – С. 60-62.
3. Цаплёв А.В., Кузичкин О.Р. Применение регрессионной обработки для компенсации температурных помех в системах геоэлектрического контроля // Радиопромышленность, 2012, № 2. – С. 147-153.
4. Орехов А.А., Дорофеев Н.В. Исследование влияния режима подземных вод на контроль геодинамических объектов // Алгоритмы, методы и системы обработки данных, 2012, №21. – С. 46-52.
5. Instanes А. Arctic Climate Impact Assessment // Scientific  Report, 2006, chapter 16.
6. Орехов А.А., Дорофеев Н.В. Алгоритм коррекции влияния гидрологической помехи на контроль геодинамических объектов // Алгоритмы, методы и системы обработки данных, 2012, №22. – С. 74-78.
7. Орехов А.А., Дорофеев Н.В. Геоэлектрическое моделирование подземных водных объектов // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности, 2012, №4. – С. 16-19.
8. Гиттис В.Г., Ермаков Б.В. Основы пространственно-временного прогнозирования в геоинформатике // ФИЗМАТЛИТ, 2004.

«Машиностроение и безопасность жизнедеятельности» №1 (15), 2013 год. Страницы: 24-27

Скачать полный текст:

Английская версия

Дорофеев Николай Викторович – кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Управление и контроль в технических системах» Муромского института (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых», Муром, Россия. E-mail: DorofeevNV@yandex.ru

Орехов Александр Александрович – старший преподаватель кафедры «Управление и контроль в технических системах» Муромского института (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых», Муром, Россия. E-mail: alexorems@yandex.ru