Статья посвящена разработке и анализу модели движения микрополярного смазочного материала в рабочем зазоре радиального подшипника скольжения с фторопластсодержащим антифрикционным композиционным полимерным покрытием и с канавкой на опорной поверхности.

Новые модели получены на базе классических уравнений в приближении для «тонкого слоя» и уравнения неразрывности, описывающих турбулентный режим движения смазочного материала с микрополярными реологическими свойствами. Результаты проведенного численного анализа полученных моделей существующих эксплуатационных характеристик позволили получить количественную оценку эффективности опорного профиля с фторопластсодержащим антифрикционным композиционным полимерным покрытием с осевой канавкой.

Для завершения комплекса исследований и верификации теоретических разработок были выполнены экспериментальные исследования.

Новизна работы заключается в конкретизации методики инженерных расчетов конструкции эффективного радиального подшипника с антифрикционным полимерным покрытием с осевой канавкой на опорной поверхности подшипниковой втулки при учете зависимости реологических свойств микрополярного смазочного материала от давления и температуры в турбулентном режиме, позволяющей оценить величину основных эксплуатационных характеристик: гидродинамического давления, нагрузочной способности и коэффициента трения, а также  расширить область практического применения моделей для инженерных расчетов.

Таким образом, конструкция радиального подшипника с полимерным покрытием опорного профиля, канавкой шириной 3 мм обеспечила стабильное всплытие вала на гидродинамическом клине, что экспериментально подтвердило правильность результатов теоретических исследований радиального подшипника диаметром 40 мм при скорости скольжения 0,3–3 м/с, нагрузке 4,9–24,5 МПа.

Исследована динамика нелинейной механической системы при воздействии на нее кинематического возмущения. Исследуемая система виброизоляции объекта основана на применении принципа компенсации внешних возмуще- ний — введении в подвеску дополнительного упругого элемента с так называемой отрицательной жесткостью. В результате система виброизоляции защищаемого объекта описывается жесткой кубической силовой характеристикой. Обычно отыскивается приближенное решение на частоте внешнего возмущения, выполняя соответствующую гармоническую линеаризацию нелинейности. В результате получают, что собственная частота консервативной динамичской системы равна k₀1± μA  , где k₀ — собственная частота консервативной системы при отсутствии нелинейности. И далее исследователь работает, считая динамическую систему линейной. К сожалению, не всегда можно так полагать. Поэтому авторами было выполнено численное моделирование механической системы, описываемой уравнением Дуффинга при кинематическом возбуждении.

Установлено, что в дорезонансной и резонансной областях общее решение должно состоять из трех составляющих: субгармоники порядка 1/3, основной гармоники и третьей гармоники. Отмечено, что в зарезонансной зоне важны только субгармоника порядка 1/3 и основная гармоника. Наиболее чувствительным параметром является ускорение защищаемого от вибрации объекта. Поэтому на спектральной мощности ускорения перемещения, кроме основной гармоники, различима и третья гармоника. Построенный численно модуль передаточной функции системы в абсолютном движении указывает на возможность скачка амплитуды, что ярко демонстрируется в лабораторных экспериментах.

Показано, что при исследовании динамики даже простых нелинейных механических систем нужно использовать как приближенные аналитические, так и численные методы, но в сочетании со спектральным анализом, поскольку традиционные методы нелинейной механики не приспособлены к решению задач с учетом сравнительно большого числа составляющих гармоник, появляющихся вследствие нелинейности.

В работе рассмотрено формообразование циклических поверхностей на основе нелинейного вращения, у которых осью вращения и образующей линией в общем случае служат пространственные гладкие кривые. В качестве инструмента формообразования поверхностей нелинейного вращения используется известный в дифференциальной геометрии кривых линий метод сопровождающего трехгранника Френе. Геометрическая схема формообразования поверхностей основана на конструкции, в которую входят: криволинейная ось вращения и однопараметрическое множество ее нормальных плоскостей; образующая линия, точки которой описывают в нормальных плоскостях круговые траектории с центрами на криволинейной оси. Приведена математическая модель формообразования поверхности нелинейного вращения для общего случая задания оси вращения и образующей линии. На основе этой модели рассмотрены тестовые примеры формообразования поверхностей нелинейного вращения, представляющих собой циклические поверхности, каждая из которых сопровождает соответствующую нелинейчатую квадрику вращения. В примерах формообразования исходная прямолинейная ось нелинейчатой квадрики вращения и ее образующая линия — кривая второго порядка, функционально меняются местами: осью вращения становится кривая второго порядка, а образующей линией — прямолинейная ось.

Полученное семейство поверхностей нелинейного вращения принадлежит известному в теории аналитических поверхностей классу «Нормальные циклические поверхности». Оно дополняет этот класс и принципиально отличается по методу формообразования.

В работе разработан алгоритм определения требуемых диагностических параметров и показателей работы мобильных энергетических средств (МЭС), реализующий усовершенствованную авторами методику бестормозных исследований двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и движущегося МЭС при переходном процессе их разгона. Впервые показана закономерность записи, обработки данных с первичных преобразователей и последовательности расчета параметров модели, с возможностью учета особенностей переходных процессов разгона коленчатого вала ДВС и МЭС. Таким образом, разработанный алгоритм и структура программного обеспечения способны реализовать предложенную авторами методику бестормозных исследований двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и движущегося МЭС. Для фиксации требуемых параметров с первичных преобразователей предложено применять известные программы CoolEdit2000 v.1.0.2374 и VisualGPS v.4.2.105.1. В статье подробно описан каждый процесс работы алгоритма, отражен порядок работы с первичной информацией и способами повышения точности расчетов.

В статье рассмотрены вопросы повышения долговечности машин и механизмов на различных стадиях жизненного цикла изделия. Показаны составляющие, от которых зависит долговечность техники. Приведены требования к материалам анода, составу рабочей жидкости, результаты испытаний при реализации технологии репарации. Представлены результаты разработанной и запатентованной технологии повышения долговечности деталей трибосистем; получены новые составы рабочих жидкостей для реализации способа репарации и обработки деталей на этапе изготовления; разработаны, изготовлены и испытаны в условиях эксплуатации новые устройства, повышающие ресурс деталей на различных этапах жизненного цикла изделия, новые стенды для проведения испытаний разработанных технологий. Разработанные способы, устройства узлов машин и механизмов, позволяющие реализовать компенсацию износа при эксплуатации, обеспечивают значительное (в 1,5–3 раза) повышение ресурса.

Микрофрезерование является широко используемым производственным методом обработки. Основной целью данного исследования является анализ сил резания в коррозионно-стойкой, жаропрочной стали 14Х17Н2. Исследования полного факторного эксперимента по обработке стали 14Х17Н2 проводились с использованием микроконцевой фрезы с покрытием AlTiN. Были разработаны новые математические модели силы резания и осевой силы, которые адекватно способны прогнозировать и оптимизировать силы, действующие на режущий инструмент. Получены графики расчета минимально необходимой подачи на зуб и глубины резания, при которых обеспечиваются  максимальные силы резания и осевые силы, что позволяет повысить стойкость режущего инструмента при микрофильмировании. Полученные математические модели описывают с 90 %-ной и более точностью полученные экспериментальные данные.

Статья посвящена исследованию специфических кинематических пар, применяемых во многих областях машиностроения: так называемых «пар катания», используемых во многих механизмах. Исследование основано на подробном изучении структуры соединения типа «цилиндр в цилиндре», рассмотрены их геометрические параметры. Анализ был рассмотрен по расположению осей цилиндров между собой: когда оси параллельны и когда они пересекаются или перекрещиваются под углом 90 º. Данное исследование дополняет данные в теории описания кинематических пар, в частности пар катания, и позволяет синтезировать их новые виды для их рационального использования в механизмах многих отраслей промышленности.

В настоящей статье рассматриваются методы бережливого производства, направленные на улучшение управления производственными процессами на химическом предприятии. Объектом исследования является предприятие публичное акционерное общество «Казаньоргсинтез», предметом — применение методов бережливого производства на промышленном предприятии. В статье представлен краткий обзор методов и инструментов бережливого производства, получивших наиболее широкое распространение в российских промышленных предприятиях. На примере производства полиэтилена низкого давления в публичном акционерном обществе «Казаньоргсинтез» разработаны рекомендации по использованию методов бережливого производства для оптимизации производственных процессов, в частности, принципа «Точно в срок», реализация которого происходит посредством использования автоматизированной системы КАНБАН (на этапе производства полиэтилена низкого давления) и модели «вытягивания» (на примере складирования полиэтилена низкого давления). В результате проведенного исследования показана перспективность внедрения методов и инструментов бережливого производства на химическом предприятии.

В данной статье приводится сравнительный анализ технико-экономической эффективности инверторной микроГЭС деривационного типа с накопителем электроэнергии и микроГЭС автобалластного типа. Авторы обосновывают возможность экономии капитальных затрат на строительство инверторной микроГЭС с использованием интеллектуального управления её энергетическим балансом по сравнению с обычными микрогидроэлектростанциями с автобалластной стабилизацией напряжения.

Для оптимального управления генерирующим и преобразующим энергетическим обоудованием автономной системы электроснабжения предложены структура инверторной микроГЭС и алгоритм управления её энергетическим оборудованием по критериям оптимального выбора и стабилизации режима работы гидрогенератора при условии обеспечения электроэнергией потребителя и рационального рабочего режима аккумуляторных накопителей электроэнергии в соответствии с возмущающим воздействием — суточным графиком  нагрузки.

Обоснована возможность использования для балластного регулирования гидрогенератора двух типов управляемых балластных нагрузок: зарядного тока аккумуляторного накопителя электроэнергии и традиционного резистивного балласта.

Рассмотрены вопросы выбора рациональной генерируемой мощности инверторного гидрогенератора достаточной для обеспечения с помощью аккумуляторного накопителя электроэнергии потребности нагрузки, что позволяет уменьшать длину напорного трубопровода, установленную мощность гидрогенератора и, соответственно, капитальные затраты по сравнению с микроГЭС автобалластного типа.

Таким образом, статья представляет собой  анализ возможностей повышения технико-экономической эффективности инверторной микроГЭС деривационного типа при помощи использования аккумуляторного накопителя электроэнергии в качестве управляемого балласта и предлагаемых интеллектуальных алгоритмов управления её режимами работы.

Статья может быть полезна специалистам, занимающимся созданием и эксплуатацией микрогидроэлектростанций.

Повышение надежности и увеличение эксплуатационного ресурса электротехнического оборудования электроподвижного состава является одним из восьми направлений научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги», описанных в целевой программе «Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года», утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации.

Решение проблемы повышения эксплуатационной надежности связано с комплексными мероприятиями, включающими в себя широкий круг вопросов, направленных на обеспечение устойчивой работы подвижного состава и его систем.

Надежная работа электрических машин, которая зависит от качества ремонта, оказывает существенное влияние на эксплуатационную надежность электроподвижного состава.

В статье рассматривается построение имитационной модели  электротехнического комплекса, включающего асинхронный электродвигатель с частотным регулированием, приводящим в движение центробежный насос. Станции перекачки жидкости на основе центробежных насосов с асинхронными электроприводами, управляемыми преобразователями частоты, широко применяются, что обусловливает актуальность работы. Получение динамических характеристик данных приводов дает возможность понять взаимосвязь распределения энергии, а также согласовать режимы работы его основных частей. С этой целью была разработана имитационная модель электропривода станции перекачки жидкости. Данная имитационная модель использовалась для проведения численных экспериментов системы, включающей в себя силовой канал электропривода, гидравлическую подсистему, а также систему управления. В качестве среды для моделирования использовался программный продукт Simintech. В работе получены переходные процессы координат электропривода при воздействии как со стороны гидравлической нагрузки, так и со стороны электропитания. Показано влияние гидравлического сопротивления напорного трубопровода и статического противодавления на механическую характеристику момента сопротивления электропривода в целом. Рассмотренный подход расчета характеристик позволяет оценить взаимовлияние координат различной физической природы установок центробежных насосов с асинхронным частотно-регулируемым электродвигателем друг на друга.

При коротких замыканиях выбор поврежденных фаз всегда предшествует определению места повреждения. Для выбора поврежденной фазы широко используются фильтровые избиратели поврежденной фазы, использующие симметричные составляющие фазных токов. В сетях с изолированной нейтралью фазные токи при замыкании на землю определяются в основном токами нагрузки, и в большинстве случаев фазный ток поврежденной фазы мало отличается от токов в неповрежденных фазах. Поэтому фазные токи и их симметричные составляющие для выбора поврежденной фазы при однофазных замыканиях не используются. Для выбора поврежденной фазы в сетях с изолированной нейтралью используются свойства модулей фазных напряжений и напряжения смещения нейтрали. Однофазные замыкания на землю происходят, как правило, через переходные сопротивления, значения которых могут достигать несколько тысяч Ом. Поэтому исследование избирателей поврежденной фазы, использующих модули напряжений, при однофазных замыканиях и при замыканиях через значительные переходные сопротивления, является актуальной задачей.

Цель статьи — исследовать свойства и рассмотреть направления совершенствования избирателей поврежденной фазы, использующих модули фазных напряжений, определить области их селективного действия в зависимости от величины переходного сопротивления в месте замыкания. Описать алгоритмы, при которых избиратель будет действовать селективно как при металлических замыканиях, так и при замыканиях через переходное сопротивление. 

В данной статье предметом исследования являются методы расчета потерь активной мощности в воздушных линиях электроэнергетики при учете температурной зависимости активных сопротивлений. Предложен и подробно обоснован аналитический подход, основанный на методе Феррари для расчета температуры провода и потерь активной мощности в условиях вынужденной конвекции. Особенностью подхода является универсальность, выражающаяся в том, что разработанная математическая модель позволяет с единых позиций рассматривать неизолированные и изолированные провода в воздушных линиях электропередачи. Приведены результаты расчета температуры и потерь активной мощности предложенным методом, методом наименьших квадратов и итерационным методом. Отмечена высокая точность совпадения результатов, полученных различными методами.

По данным Росавтостата основной причиной дорожно-транспортных происшествий с участием пешеходов является плохая видимость. Водителям в сумеречное и ночное время сложно заметить пешехода и сам пешеходный переход, несмотря на наличие дорожного знака. Для повышения безопасности дорожного движения в настоящее время используются автономные ветросолнечные установки. С другой стороны, мировым научным сообществом изучается возможность применения на практике такого класса устройств, как дорожные энергетические установки. Принцип действия таких установок основан на преобразовании энергии движения автомобиля в электрическую энергию. Целью данного исследования является определение сил, действующих в механизме дорожной энергетической установки, при проезде автомобиля. В результате силового исследования дорожной энергетической установки определены силы, возникающие в механическом преобразователе энергии проезжающего автомобиля в электрическую энергию.

Расчеты показали, что при проезде среднестатистического автомобиля массой 1600 кг через дорожную энергетическую установку на валу генератора возникает крутящий момент 393 Н∙м. При этом в генераторе возникает момент сопротивления, величина которого зависит от скорости проезжающего автомобиля: при скорости 20 км/ч момент сопротивления равен 115 Н∙м; при скорости 30 км/ч момент сопротивления равен 260 Н∙м; при скорости 40 км/ч момент сопротивления равен 390 Н∙м.

Количество энергии, накопленной маховиком, прямопропорционально величине скорости и принимает значения: при скорости 20 км/ч количество энергии равно 47 Дж; при скорости 30 км/ч количество энергии равно 105 Дж; при скорости 40 км/ч количество энергии равно 165 Дж.

Данные расчетов показывают, что дорожная энергетическая установка работоспособна при заданных параметрах конструктивных элементов.

Единая система отсчета геометрических характеристик базируется на классификации соединений прикладной механики, в которой номер класса определяется числом степеней свободы, ограничиваемых сопрягаемыми элементами деталей и получившее краткий термин «информативность». Различная информативность баз элементов, материализующих системы координат, определяет разную информативность осей координат — четыре, две, ноль и разную информативность конструкторских плоскостей — три, две, одну. В работе показано, что информативность элементов в функциях вспомогательных баз и исполнительных элементов определяет число и вид координат (линейных и угловых), с помощью которых необходимо задавать их положение в обобщенной системе координат детали. Показано, что точность координирующих размеров следует задавать симметричными допусками на линейные и угловые размеры.

Для определения состава неоднородных образцов с помощью метода лазерно-искровой эмиссионной спектрометрии используются градуировочные зависимости, которые могут иметь значительные систематические погрешности, существенно влияющие на определение количественного состава элементов. Неоднородность образцов также вызывает погрешности в параллельных измерениях. Для снижения погрешностей используются методы многосигнальной градуировки и внутреннего стандарта, которые позволяют существенно повысить точность при изменении условий проведения эксперимента и исключить необходимость покупки дорогостоящих стандартных образцов.

Работа посвящена задаче детального исследования погрешности бесконтактных измерений температуры в диапазоне 100–600 °С, вызванной неустранимым влиянием поглощения теплового излучения объекта атмосферными парами воды в условиях промышленности. С использованием базы данных молекулярной спектроскопии HITRAN в работе было проведено моделирование четырех измерительных ситуаций, характеризующихся различными уровнями влажности и дистанциями «объект-пирометр», для 11-ти измерительных пирометрических каналов с уникальными спектральными диапазонами чувствительности. Как показало проведенное исследование, пренебрежение эффектом поглощения излучения объекта атмосферными парами воды при проведении бесконтактных температурных измерений может привести к заметному отклонению их результатов от истинных значений даже на относительно небольших дистанциях (5–10 м).

Известно, что для сдерживания процесса окисления трансформаторного масла, а соответственно, продления его ресурса, в него добавляется антиокислительная присадка ионол. Ранее специалистами с использованием метода хромато-масс-спектрометрии был установлен факт образования новых фенольных соединений в масле наряду с расходованием ингибирующей присадки ионол, а именно 2,6-ди-трет-бутилфенол (2,6-ДТБФ) и 2,6-ди-трет-рбензохинон. Данные фенольные соединения, так же как и ионол, относятся к классу пространственно-затрудненных фенолов, которые, в свою очередь, способны ингибировать процессы окисления масла в процессе его эксплуатации в маслонаполненном трансформаторном оборудовании, в частности в силовых трансформаторах и трансформаторах тока. В настоящей статье представлены результаты, показывающие, что по мере расходования ионола в масле из трансформаторов накапливается 2,6-ди-трет-бутилфенол. В наибольшей степени такая тенденция заметна для трансформаторов тока, оборудованных воздухоосушительными фильтрами (так называемое «свободное дыхание»). Образование 2,6-ДТБФ в масле может служить индикатором ускоренного старения масла в результате его длительного контакта с кислородом воздуха. Контроль изменения концентраций присадок в процессе старения масла осуществлялся с помощью разработанной нами новой методики, базирующейся на ИК-спектроскопии.