3238

поверхностью. Рассматривая движение шариков, примем следующие допущения:

обрабатывающая среда является несжимаемой;

при > k происходит динамический удар шариков о по-

верхность.

Для одномерной задачи принимаем линейную скорость частиц потока в каждом элементном участке окружной, а окружные скорости зависят только от одной радиальной координаты (например x) и не изменяются по другой. Скорости потока в этом случае распределяются по степенному закону:

где П постоянная величина;

R текущий радиус движения элементной частицы потока относительно центра координат образующей профильной поверхности;угловая скорость закручивания по радиусу элементной

частицы потока относительно центра координат; Q = x/R безразмерная координата;

n показатель степени.

Принимаем в качестве безразмерной угловой скорости элементной частицы потока величину э = / к, тогда n следует считать функцией . В критическом состоянии, согласно (5), n = 0,5 и тогда

Для определенного угла наклона прямой y(x) в критическом состоянии:

60

где исходный угол наклона свободной граничной поверхности среды в исходном состоянии покоя, определяющийся как усредненное значение угла раскрытия канала (в большинстве слу-

чаев от 200 до 600 [3]).

Так как для угловых скоростей частиц рабочей среды относительно начала координат параметры / к и э/ эк можно принимать взаимно пропорциональными, может быть представлена функция= ( ) в виде

Теоретически свободное прохождение потока рабочей среды относительно обрабатываемой поверхности осуществляется, в зави-

симости от , двумя функциями: n n и . Функ-

ция n отражает зависимость расположения вектора окружной

скорости рабочей среды от координаты x при изменении степени закручивания потока гранул в канале, то есть - изменения его профиля.

При к значения n заключены в пределах 1 < n < 0,5, при-

чем верхняя граница определяется соотношением (4), а нижняя соответствует свободному состоянию (падению) рабочей среды. При n = 0 скорость частиц обрабатывающей среды постоянна по всему

61

сечению потока. Введенная в рассмотрение функция , опреде-

ляет угловую скорость гранул в зависимости от сил трения между обрабатывающей средой и поверхностью, а также от изменения профиля канала, то есть кривой y = f(x). Аналогично задачам движения тел при силах сопротивления, пропорциональных квадрату скорости, является медленно возрастающей функцией аргумента с

асимптотой в виде прямой: lim o . Таким образом, принимаем

где k эмпирический коэффициент, учитывающий абразивные и реологические свойства гранулированной среды.

Из выражения (11) при dy/dx= /2 и n=0:

1

o рсtg k .

После разложения (11) в ряд Тейлора по рс с учетом, что рс2

1:

где b aR t .

Равномерная обработка поверхностей канала достигается при постоянной по сечению скорости движения частиц потока, поэтому перемещение гранул должно происходить при n = 0 , т.е. когда t = 1.

Постоянная интегрирования B в (13) определяется из условия сохранения объема обрабатывающей среды в зоне обработки, то есть в пределах суммарного объема пространства всех межлопаточных каналов детали. Дальнейшее решение поставленной задачи с использованием различных программных продуктов показало несовпадение расчетных данных по определению параметров граничного трения и взаимодействия гранул рабочей среды с обрабатываемой поверхно-

62

стью более чем на 20%. Ввиду непостоянства физико-механических свойств поверхностного слоя проточной части каналов насосного оборудования, геометрия которых описывается кривыми второго порядка, расчет уровня и количественной оценки значений остаточных напряжений с получением достоверных результатов целесообразно проводить с использованием аппарата статистической оценки и элементов численного анализа [1,2].

Литература

[1]Сухочев Г.А. Вопросы технологии повышения качества нагруженных деталей транспортных машин / Г.А. Сухочев // Справочник. Инженерный журнал с приложением. – 2005. – № 12. – С. 17–22.

[2]Сухочев Г.А. Проблемно ориентированное использование нетрадиционных технологий для повышения производственной технологичности наукоемкой гидроаппаратуры и лопаточных машин / Г.А. Сухочев, Е.Г. Смольянникова, А.В. Капустин // Насосы. Турбины. Системы, – Воронеж: ООО ИПЦ «Научная книга», 2013. – №3(8). – С. 12-18.

[3]Патент РФ на изобретение № RU 2333822. Способ комбинированной магнитоимпульсной обработки деталей лопаточных машин и устройство для его осуществления / Смоленцев В.П., Гореликов В.Н., Гренькова А.М., Сухочева Е.Г., Болдырев А.И. // Опубл. 20.09.2008. Бюл. № 26.

[4]Патент РФ на изобретение № RU 2537411. Способ упрочнения каналов детали / Коденцев С.Н., Сухочев Г.А., Смольянникова Е.Г., Родионов А.О. // Опубл. 10.01.2015. Бюл. № 24.

Воронежский государственный технический университет

63

УДК 621.9(075.8)

К.В. Гостева, Е.В. Смоленцев ОБЛАЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ

Ключевые слова: облако, облачные вычисления, облачные технологии, облачное хранилище

Облачные технологии – быстро развивающаяся концепция. Она заключает в себе будущее вычислений как простых дисплейных устройств с доступом в Интернет к облакам. Она предлагает более быстрое, безопасное, надежное и эффективное использование – и быстро становится альтернативой покупке и модернизации оборудования, систем и приложений

Облачная технология – это область техники, которая фокусируется на облачных сервисах, таких как «программное обеспечение как услуга», «платформа как услуга» и «инфраструктура как услуга». Это мультидисциплинарный метод, охватывающий различные области, такие как системное проектирование, разработка программного обеспечения, веб-инжиниринг, инженерные разработки и так далее.

Элементы облачной технологии включают:

Фонд: фундаментальные основы, концепции, руководящие принципы и систематика.

Реализация: строительные блоки и практические руководства по реализации «Облака».

Жизненный цикл: сквозная итерация разработки и передачи «Облака».

Управление: время разработки и время выполнения облачного управления с нескольких точках.

Облачная технология позволяет нам использовать приложения на операционных системах других компьютеров. Мы получаем доступ к этим компьютерам (серверам) через Интернет. Заходим на вебсайт и используем приложения [1].

Мы можем создавать, сохранять и хранить файлы (облачные хранилища) на других компьютерах так же, как если бы мы сохраняли файлы на нашем собственном ПК. Эта технология предназначена для решения некоторых проблем, с которыми сталкиваются пользо-

64

ватели. Различают несколько видов «Облаков»: частное, общественное и гибридное, рассмотрим подробнее каждый из них.

Частное облако.

Частное облако – это облачная инфраструктура, используемая исключительно для одной организации, независимо от того, управляется ли она внутренне или сторонней организацией, и размещена внутри или снаружи. Проведение частного проекта облака требует значительного уровня и степени вовлеченности в виртуализацию бизнес-среды и требует от организации переоценки решений о существующих ресурсах. Когда все будет сделано правильно, это может усовершенствовать бизнес, но каждый шаг в проекте снижает безопасность, что приводит к серьезной уязвимости.

Общественное облако

Облако называется общедоступным, когда службы отображаются в сети, открытой для общего пользования. Общественные облачные сервисы могут быть бесплатными. Как правило, поставщики общедоступных облачных услуг, такие как Amazon Web Services (AWS), Microsoft и Google, владеют и управляют инфраструктурой в своем центре обработки данных и предоставляют доступ, как правило, через Интернет. AWS и Microsoft также предлагают услуги прямого подключения, называемые «AWS Direct Connect» и «Azure Express Route», соответственно, такие соединения требуют от клиентов покупки или аренды частного подключения к точке пиринга (соглашения интернет-операторов об обмене трафиком между своими сетями), предлагаемой облачным провайдером.

Гибридное облако

Гибридное облако представляет собой композицию из двух или нескольких облаков (частных, общественных или публичных), которые остаются отдельными объектами, но связаны вместе, предлагая преимущества размещения нескольких моделей. Gartner Inc. определяет гибридное облачное обслуживание как сервис облачных вычислений, состоящий из некоторой комбинации частных, общедоступных и облачных сервисов сообщества от различных поставщиков услуг. Существуют различаются варианты использования гибридных облачных систем. Например, организация может хранить конфиденциальные клиентские данные в частном облачном приложении, но связывать это приложение с программами бизнес-

65

аналитики, предоставляемыми в общедоступном облаке, в качестве программного обеспечения. Этот пример гибридного облака расширяет возможности предприятия для предоставления конкретной биз- нес-услуги за счет добавления внешних общедоступных облачных сервисов. Выбор гибридного облака зависит от целого ряда факторов, таких как безопасность данных и соответствие требованиям, уровень контроля над данными и приложениями, которые использует организация.

А теперь рассмотрим некоторые компании и программы, которые они предлагают для облачных вычислений.

Компания Autodesk предлагает потребителю широкий спектр «облачных» возможностей, вот некоторые из них:

Fusion 360 – это первый инструмент 3D-САПР, АСУП и автоматизированного конструирования (CAE) в своем классе. Он объединяет весь процесс проектирования изделий в рамках одной платформы на основе облачных технологий, которая подходит как для Windows, так и для Mac ОС. Совместная работа с коллегами, управление версиями, визуализация моделей, публикация проектов и общий доступ к ним – все выполняется в облаке.

AutoCAD 360 – позволяет добавлять пометки на чертежи непосредственно на рабочей площадке, хранить файлы в облаке, осуществлять совместную работу в реальном времени и совместно использовать файлы DWG.

A360 – это инструмент для совместной работы на базе облака, предоставляющий инженерам и проектировщикам централизованное пространство для просмотра, проверки, поиска и совместного использования файлов 2D- и 3D-проектов.

123D Catch – программа поможет вам преобразовать ваши обычные изображения в трехмерные. Таким образом, вы можете выбрать минимум 3 изображения и программа автоматически преобразует их только в одно 3D-изображение. Вы можете редактировать его

спомощью инструментов, которые предлагает программа. Благодаря этому интуитивно понятному приложению легко преобразить ваши фотографии в трехмерных модели.

Изучая возможности облачных технологий, можно сделать следующие выводы: при использовании облачных вычислений, потребители информационных технологий могут существенно снизить

66

капитальные расходы (на построение центров обработки данных, закупку серверного и сетевого оборудования, аппаратных и программных решений по обеспечению непрерывности и работоспособности), так как эти расходы поглощаются провайдером облачных услуг. Кроме того, длительное время построения и ввода в эксплуатацию крупных объектов инфраструктуры информационных технологий и высокая их начальная стоимость ограничивают способность потребителей гибко реагировать на требования рынка, тогда как облачные технологии обеспечивают возможность практически мгновенно реагировать на увеличение спроса на вычислительные мощности.

Литература

1.Соснин В.В, Облачные вычисленияв образовании / В.В. Соснин. – М.: Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ», 2016.

2.Компания AUTODESK. URL: www.autodesk.ru

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.9.047

А.М. Джулай, О.Н. Кириллов

ПРИМЕНЕНИЕ В МАШИНОСТРОЕНИИ НЕПРОФИЛИРОВАННЫХ ИНСТРУМЕНТОВ-ЩЕТОК

Ключевые слова: непрофилированный инструмент, щетка, комбинированная обработка, электрод-щетка

В статье рассмотрено применение непрофилированных инструментовщеток в машиностроении. Приведен анализ применения механических щеток, указаны их области использования и имеющиеся недостатки. Рассмотрена комбинированная обработка электродом-щеткой, приведены схема обработки, рабочие среды, материалы для изготовления электродов-щеток и их основные типы

67

Введение В современном производстве сложность выпускаемых изделий

постоянно растет, увеличивается номенклатура их выпуска и в тоже время требования по разработке, проектированию, изготовлению изделий, наоборот ужесточаются. В этих условиях стоит обратить внимание на высокотехнологичные способы размерной обработки непрофилированным электродом-инструментом, которые обладают большой гибкостью, универсальностью, возможностью быстрого перехода на обработку изделий различных конструкций. Непрофилированными[1] называют электроды-инструменты не имеющие совокупности основных типичных черт, в первую очередь это относится к геометрическим характеристикам рабочей части инструмента: линейным и угловым величинам определяющим строго заданное, определенное расположение рабочих поверхностей и элементов конструкций. Благодаря этому непрофилированные электродыинструменты могут использоваться для широкого вида работ: снятия заусенцев, нанесения покрытий, достижения интенсивного съема, формирования поверхностного слоя с ограниченным, заданным качеством.

Обработка механическим нежестким инструментом Щетка – это инструмент с рабочими элементами из проволоки

или неметаллических материалов (щетины, капрона, нейлона, натурального волоса, пряжи, корда, растительных волокон и т.д.). Наибольшее распространение получили щетки из проволоки.

Первоначально в производстве для удаления ржавчины, окалины, следов краски использовались плоские щетки. Сначала вручную, а затем в 60-70 гг. прошлого столетия для механизированной зачистки поверхностей изделий [3]. Однако, плоские щетки не могли обеспечить требуемого качества очистки поверхностей и обеспечить высокую производительность.

Значительно большее распространение получили вращающиеся механические щетки, в которых рабочая часть изготовлена из металлической проволоки диаметром от 0,2 до 0,8 мм.

Металлические вращающиеся щетки разнообразных конструкций достаточно широко используются в промышленности при выполнении самых разнообразных операций. Щетки применяются для

68

зачистки сварных швов, удаления грата и облоя после литья, снятия заусенцев с поверхностей зубьев шестерен, для ручной и механической отделки шлицевых и резьбовых соединений, торцов прутков, труб, стержней после обработки в заготовительных, и механических цехах, очистки от окисных пленок, ржавчины, подготовки поверхностей изделий под последующее нанесение резиновых, пластмассовых, гальванических, лакокрасочных покрытий, для получения шероховатой поверхности и повышения адгезионной способности (повышению перед склеиванием шероховатости резины). При определенных режимах отделочная обработка механическими щетками позволяет получить поверхность с шероховатостью до Rz 0,8-0,2 мкм. Так как удаление непосредственно металла с заготовки механическими щетками затруднено, для размерной обработки они не применяются.

Механические вращающиеся щетки подразделяются на несколько основных типов. Наиболее распространены дисковые щетки. Дисковые щетки используются на разных операциях, поэтому размеры их весьма разнообразны. Для их изготовления используется проволока разных марок и неметаллические материалы. По плотности набивки рабочей части дисковые щетки могут быть трех видов: большой, средней и малой плотности. По ширине рабочей части: широкие, средние и узкие. По расположению ворса с радиальным (наиболее распространены), тангенциальным и свободным расположением проволочек или пучков. По расположению проволок или неметаллических материалов – непрерывные или пучками. По форме использованной проволоки – из прямой, гофрированной, сплетенной в жгут. С ударными элементами или без. По способу изготовления: сплошные, секционные, собранные из спирального набора. По материалу ступицы: с металлической, пластмассовой, деревянной, резиновой, вообще без ступицы. Диаметр дисковых щеток обычно не превышает 250-300 мм. При этом ширина рабочей части (проволочной или металлической) до 50-60 мм. Скорость вращения дисковых щеток в диапазоне 3000-4500 об/мин или окружная скорость до 35-40 м/с. Дисковые щетки с узкой рабочей частью и радиально свитой в жгуты проволокой, тонкодисковые (рис.1) обладают большими ударными и режущими свойствами.

69