Секция «технологии производства и ремонта машин и аппаратуры»

МЕТОД МАГНЕТРОННОГО НАПЫЛЕНИЯ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНЫХ МАШИН

Балабанов А.Я., научный руководитель доц. Жданов А.Г.

(Самарский государственный университет путей сообщения)

Срок эксплуатации большей части выбраковываемых деталей (пары трения, подшипники, втулки, гильзы и др.) может быть продлён в несколько раз нанесением противоизностных и защитных покрытий.

В настоящее время наиболее перспективными методами нанесения покрытий, в том числе наноструктурных, являются вакуумно-плазменные методы. Это обусловлено их экологической безопасностью, высокой чистотой технологических процессов и качеством продукции. Проблемой существующих методов нанесения покрытий является либо высокая стоимость оборудования и небольшие скорости осаждения покрытий, как в случае СВЧ разрядов, плохая однородность наносимых покрытий, как при использовании дугового распыления, либо небольшие площади обрабатываемых поверхностей как при лазерной абляции, либо низкая адгезия, как при термическом испарении.

Магнетронные распылительные системы (МРС) в какой-то степени лишены этих недостатков. Технологическое значение магнетронного распыления заключается в том, что бомбардирующие поверхность катода (мишени) ионы распыляют её. Покидающие поверхность мишени частицы осаждаются в виде плёнки на подложке (детали). МРС позволяют наносить покрытия с широким интервалом скоростей напыления: 0,1-100 мкм/ч, получать многослойные покрытия, отличающиеся высоким качеством и однородностью.

Разработка конструкции снегохода «ПЕРЕЛОМНОЙ» КОНСТРУКЦИИ на базе автомобилей УАЗ и ОКА

Д.В. Борисов, Р.А. Палащенко,

научные руководители: доц. А.А. Уютов, доц. Родионов Л.Ф., капитан Моров В.П.

(Филиал Самарского государственного технический университета в г. Сызрани)

Снегоход состоит из «переломной» конструкции, которая позволяет машине передвигаться по пересеченной местности без особых проблем. Шарнирно-сочленённая рама позволяет всем колесам постоянно быть в зацеплении с грунтом, что в сочетании с полным приводом даёт большое преимущество перед вездеходами с жёсткой конструкцией рамы. Масса снегоболотохода будет невелика, что в сочетании с оригинальным днищем позволит ему передвигаться даже вплавь по воде.

Проанализированы существующие снегоходы и разработана улучшенная версия конструкции снегохода. Основные агрегаты, используемые для создания проекта и имеющиеся в наличии: два моста от автомобиля УАЗ с одинаковыми передаточными числами, элементы рулевого управления автомобиля УАЗ, двигатель автомобиля ОКА, доработанные колёса автомобиля ГАЗ-66.

Выбранный тип мостов наиболее подходит для вездехода, так как они имеют небольшой вес и способны воспринимать большие нагрузки на полуоси, что в сумме дает большое преимущество при преодолении заболоченной и заснеженной местности.

Двигатель автомобиля ОКА имеет малый вес и достаточную мощность. Две половины рамы, соединяемые шарнирно, предполагается изготовить из трубы прямоугольного сечения и уголка. Это позволит значительно уменьшить массу снегохода, а, значит, и повысить проходимость.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТЫКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРОВОДОВ ДАВЛЕНИЕМ ИМПУЛЬСНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Деньговская А.А., научный руководитель доц. Самохвалова Ж.В.

(Самарский государственный университет путей сообщения)

На механизм образования соединения многопроволочных проводов, с использованием соединительных втулок, при магнитно-импульсном методе влияет большое число независимых факторов. При проведении экспериментальных исследований использовалась методика математического планирования экспериментов.

Основными факторами, влияющими на параметр оптимизации – коэффициент заполнения сечения в соединении, являются: удельная энергия заряда магнитно-импульсной установки, толщина стенки соединительной втулки, начальный радиальный зазор между втулкой и проводом. Для построения математической модели процесса сборки был использован метод композиционного ротатабельного планирования второго порядка.

Металлографические исследования поперечных и продольных разрезов полученных соединений многопроволочных проводов проводились с использованием комплекса на базе оптического микроскопа МЕТАМ ЛВ-71, имеющего цифровую фотокамеру, связанную с компьютером с использованием системы анализа изображений IMEGE Expert Pro3.

Под воздействием давления импульсного магнитного поля и эффекта высокоскоростного соударения имеет место течение металла втулки в полости между проволоками провода. Металлографическими исследованиями установлены особенности формирования соединения различных многопроволочных проводов при магнитно-импульсной сборке.

Исследование Влияния режимов холодной прокатки и термообработки на механические свойства и структуру листов из хромоЦИРКОНИЕВОЙ бронзы БрХ1Цр

Прибытков Д.А, научный руководитель доц. Ерисов Я.А.

(Самарский государственный аэрокосмический университет)

Проведены исследования влияния режимов термомеханической обработки на структуру и анизотропию механических свойств листов из хромоциркониевой бронзы БрХ1Цр для последующего изготовления из них токопроводов гибкой. Термомеханическая обработка включала закалку с температуры 980°С в воду, холодную прокатку с различными степенями обжатия (16 и 46 %) и старение при 475°С в течение 3 ч. По результатам испытаний на механические свойства определены эмпирические зависимости пределов прочности и текучести, относительного удлинения листов из БрХ1Цр от степени обжатия при прокатке. Установлено, что анизотропия свойств проката незначительна и слабо изменяется на различных стадиях обработки. Средний размер зерен в образцах после различной обработки варьируется несущественно и составляет 41,88–47,50 мкм.

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЕНИЯ МЕТОДАМИ ЛАЗЕРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Янин А.П., научный руководитель ст. преп. Малышев В.П.

(Самарский государственный университет путей сообщения)

Особенность метода лазерного воздействия основана на использовании явления высокоскоростного разогрева металла под действием энергии лазерного луча до температур, превышающих температуру фазовых превращений Ас1, но ниже температуры плавления и последующего высокоскоростного охлаждения за счет отвода тепла с поверхности в массу металла.

Закалка проводится с помощью оптического квантового генератора. Применение на изделиях, долговечность которых лимитируется износостойкостью и сопротивлению к усталости. Лазерную обработку используют для повышения стойкости деталей штампов, пресс-форм, режущего инструмента и деталей, имеющих рабочие поверхности, доступные для обработки лучом лазера.

Лазерному упрочнению подвергают стали: углеродистые, низкоуглеродистые, легированные, высоколегированные, низкоуглеродистые цементированные, хромистые коррозионно-стойкие, быстрорежущие.

Глубина упрочненной зоны достигает 0,2 мм.

Применение комплексной обработки обеспечивает значительное повышение стойкости инструмента как для обработки резанием, так и для обработки давлением.

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК ШВЕЛЛЕРНОГО ТИПА В КАЛИБРАХ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАМНОГО ПРОДУКТА DEFORM-3D

Четвертков В.А., научный руководитель проф. Костышев В.А.

(Самарский государственный аэрокосмический университет)

Основываясь на анализе номенклатуры кольцевых деталей авиационных двигателей, ее классификации, а также на известных методах калибровки прямолинейных профилей, используемых в продольной прокатке, был разработан метод балки. Метод балки предусматривает использование разрезного калибра, в котором осуществляется предварительное формирование профиля кольца, после чего осуществляется раскатка с обеспечением оптимальных условий калибровки. Особенность данной методики получения профилей швеллерного типа состоит в том, что резко неравномерная вытяжка по ширине профиля кольца в процессе раскатки швеллерных профилей осуществляется только в разрезанном калибре. При обеспечении температурных условий горячей деформации данная особенность не является существенной. В качестве примера рассмотрим калибровку кольцевой заготовки промежуточного кольца компрессора среднего давления. Это типовая калибровка швеллерного кольца по методу балки. Раскатка в ящичном калибре имеет незначительную вытяжку µ = 1,05, что соответствует докритической деформации. Разрезной калибр имеет существенную разницу вытяжек по шейке и фланцам µш = 6,5, µф = 1,25. Процесс интенсивной раскатки в чистовом калибре предусматривает достаточно близкие вытяжки в элементах профиля µш = 1,35, µф = 1,65, что обеспечивает получение мелкозернистой структуры, равномерной по всему объему кольца.

ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ УПРОЧНЁННОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Хатапова Ф.И., научный руководитель доц. Киреев В.П.

(Самарский государственный университет путей сообщения)

Представлен сравнительный анализ работоспособности свёрл диаметром 4,15 подвергнутых упрочнению с использованием высокоскоростной струи порошковых материалов состоящей из частиц карбонитрида титана и никеля со свёрлами, изготовленными по стандартной технологии при сверлении втулок из нержавеющей стали диаметром 10 мм и длиной 16 мм. Определена зависимость наработки на отказ от скорости резания при различных скоростях резания, интенсивность отказов и вероятность безотказной работы свёрл и др. Показано, что свёрла, изготовленные с применением упрочняющей обработки, имеют более высокую работоспособность и стабильность при сверлении по сравнению со свёрлами, изготовленными по стандартной технологии.

МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ СВАРКИ С УПРАВЛЯЕМЫМ ТЕПЛОВЛОЖЕНИЕМ

Архипкин Д.И., научный руководитель Смирнов И.В.

(Тольяттинский государственный университет)

Представлен подход, основанный на методике, позволяющей по количественному значению рассчитываемого критерия оптимальности выбрать из ряда возможных режимов сварки, тот который будет обеспечивать наименьшие затраты электроэнергии на формирование шва определённых размеров.

Для разработки методики выбран поддающийся расчёту количественный критерий оптимизации, позволяющий оценить и сопоставить затраты электроэнергии на формирование шва определённых размеров, для разных условий и процессов сварки. В качестве критерия оптимальности режима сварки принимают величину изменения затрат электроэнергии на формирование единицы площади поперечного сечения сварного шва по сравнению с традиционным способом аргонодуговой сварки. В качестве оптимизируемых параметров режима выступают – сила сварочного тока и скорость сварки.

Методика предлагает два варианта оптимизации:

Повышение производительности – т.е. выбор режима сварки, позволяющего увеличить скорость сварки на величину ΔV при постоянной мощности сварочной дуги;

Снижение мощности дуги – т.е. выбор режима сварки, позволяющего снизить ток сварки на величину ΔI при постоянной скорости сварки.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО СНЕГОУБОРЩИКА

Догадина В.Р., Герасимов К.Л., научный руководитель доц. Уютов А.А.

(Сызранский филиал Самарского государственного технического университета)

Предлагается упростить конструкцию промышленных снегоуборочных машин, совместив ее с бытовыми снегоуборщиками. Основными элементами конструкции остаются: шнековый питатель, расположенный перпендикулярно оси движения, и установленный за ним ротор; шнековый питатель представляет собой трубу, с установленными на ней ленточными винтовыми лопастями; бензиновый двигатель. Получаемая конструкция представляет собой одномоторный двух ступенчатый снегоочиститель с раздельным рабочим органом (шнекороторный). Достоинством данной модели является возможность увеличения ширины захвата путем добавления секций шнека совместно с боковыми и задней стенками кожуха. Снегоуборщик с увеличенной шириной захвата при помощи съемной рамы устанавливается на легковые автомобили, это дает ему возможность использоваться вместо промышленной снегоуборочной машины. При этом предлагаемая конструкция снегоуборщика имеет ряд достоинств: компактность; мобильность; быстросъемное крепление снегоуборщика; экономичность.

За счет совмещения в себе конструктивных элементов бытовых и промышленных снегоуборочных машин не удается исключить несамоходность ручного варианта конструкции и ограниченное рабочее время. Снегоуборщик рекомендуется использовать для уборки снега с ровных поверхностей с твердым покрытием и высотой снежного покрова до 500 мм.

УГЛОВОЕ ШЛИФОВАНИЕ ВАЛОВ КПП ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Д.Л. Бородынкина, научный руководитель проф. А.В. Гордеев

(Тольяттинский государственный университет)

Проведены экспериментальные исследования процесса углового шлифования ступенчатых валов КПП автомобилей Волжского автозавода. Валы содержат достаточно большое (св. 10) количество шеек и уступов, подвергающихся обработке шлифованием. Одним из резервов повышения производительности обработки является их совмещённое шлифование кругами двойной конусности с подачей шлифовальной бабки под углом к оси 45° или 64°. При такой обработке на участке контакта шлифовального круга с торцовой поверхностью имеют место большая длина площадки контакта, чем с цилиндрической поверхностью шейки, затрудняется процесс стружкообразования и стружкоотвода, повышается температура шлифования. Предложены следующие способы выравнивая температуры на торцах и на шейках: увеличение угла между осями круга и детали, применение составляющих кругов разной твёрдости (круг, шлифующий торец, более мягкий), выполнение пазов, на круге, шлифующем уступ. В работе приведены результаты расчёта температуры контакта при угловом шлифовании, а также результаты экспериментальных исследований.

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО СОЧЕТАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДОВ С ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ НА ОСНОВЕ МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ

Джамаев Р.Ш., Журавлев А.Ф., Ямолов А.В.,

научные руководители: Сизов Д. А., Краснова О.А.

(Филиал Самарского государственного технического университета в г. Сызрани)

Создана методика определения оптимальных параметров приводов с червячной передачей. Известно, что в рамках одного и того же технического задания может быть предложено множество альтернативных конструктивных решений привода, отличающихся типом электродвигателя, сочетанием передач, параметрами зубчатого зацепления и т.д. Из этого спектра конструктору необходимо выбрать наилучшее решение на основе оценки рассчитанных габаритов привода, скорости вращения ротора электродвигателя, коэффициента полезного действия, рабочей температуры редуктора, возможности картерной смазки передач и других критериев. При этом в зависимости от предназначения привода относительная приоритетность этих критериев может быть различна. Таким образом, выбор оптимального привода представляет собой типовую задачу теории принятия решений. Создан программный продукт, способный в автоматическом режиме генерировать множество конфигураций приводов, исходя из требуемых входных и выходных характеристик, а также производить выбор оптимальных конфигураций с помощью классического метода анализа иерархий на основе задаваемых конструктором критериев и их относительной приоритетности.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ТО-2 И ТО-3 ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ

Жиганов А.Н., научный руководитель доц. Спирюгова М.А.

(Самарский государственный университет путей сообщения)

Представлен анализ отказов пассажирских вагонов, находящихся на гарантийном сроке эксплуатации после выполнения плановых видов технического обслуживания, с детализацией причин.

С целью эффективного управления технологическими процессами и повышения качества выполнения ТО-2 и ТО-3 рассмотрены вопросы внедрения автоматизированной системы контроля технологической дисциплины (АСКТД).

Внедрение системы менеджмента качества в пассажирском хозяйстве, соответствующей ГОСТ Р ИСО 9001-2008, и АСКТД, исключает возможность выпуска продукции при некачественном выполнении технологических операций, обеспечивая при этом адресную ответственность за производство некачественной продукции.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС СБОРКИ ЭНЕРГОПОГЛАЩАЮЩИХ АППАРАТОВ С РАЗРАБОТКОЙ МОДУЛЯ СВИНЧИВАНИЯ ДОНЫШКА И КОРПУСА

Асадуллин А. Т., научный руководитель доц. Береснев Ю. Л.

(Самарский государственный технический университет)

Разработан автоматизированный комплекс сборки энергопоглащающих аппаратов (АПЭ) в условиях автоматизированного производства. Разработан технологический процесс сборки АПЭ. Он включает операции: 1) установку корпуса в позиционное приспособление; 2) поузловую сборку гайки, донышка и штока; 3) монтаж гайки, штока и донышка в корпус; 4) стопорение гайки кернением; 5) зарядка амортизирующей силиконовой композицией камер 2 и 1.

Разработана структурная схема модуля свинчивания донышка с корпусом, которая включает в себя: механизм закрепления корпуса; механизм подачи донышек на рабочее место; механизм ориентирования донышек в зоне сборки; механизм вертикального перемещения инструмента; механизм реверса, наживления, свинчивания и затяжки с заданным крутящим моментом; съем собранного аппарата.

Разработана гидрокинематическая схема модуля свинчивания, которая характеризует связь между отдельными исполнительными механизмами, а также двигательными и передаточными механизмами. На ее основе создана рабочая конструкторская документация модуля. Движение механизмов модуля обеспечивает система управления на базе программируемого логического контроллера ОВЕН ПЛК-100. Действие этой системы описывается разработанной структурной схемой в соответствии с блок-схемой алгоритма и временной диаграммой технологического процесса.