Для исследования поведения машины на повороте используются уравнения движения, в которые входят реакции со стороны грунта. Область применений модели движения полностью определяется адекватностью описания силового взаимодействия в контакте. Сегодня многие модели основаны на эмпирических зависимостях, что ограничивает их широкое применение. Часто допущения, принимаемые при описании сил в контакте, приводят к нарушению законов механики. В статье рассмотрены основные ошибки, наиболее часто используемые при описании силового взаимодействия колеса с грунтом при повороте машины. В статье предложена новая модель силового взаимодействия, основанная на законах механики и математической теории трения. Предложенная модель описывает силы реакции грунта как функции координат мгновенного скольжения пятна контакта, что сводит силовую задачу к кинематике движения колеса. Это позволяет совместно решать силовую и кинематическую задачи, что подтверждает их взаимосвязь и взаимозависимость. Преимущества новой модели в том, что она описывает каждое колесо индивидуально. Это позволяет учесть режим движения колеса (ведущий, ведомый или тормозной), упругие свойства пневматической шины и деформацию грунта, ввести разные размеры, форму контакта и величину нормальной нагрузки на колесах. Модель допускает дальнейшее ее усовершенствование для учета анизотропных свойств контакта. Модель опробована при расчете параметров криволинейного движения малогабаритного трактора и подтверждена экспериментом.
Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение
2017. — Выпуск 3
Содержание:
Рассмотрены проблемы, возникающие при производстве порошков, волокон и гранулоподобной стружки из вязких и хрупких материалов, применяемых в различных отраслях. Особенность данной проблемы заключается в обеспечении жестких требований к размерам, отклонениям размеров и формы дисперсных частиц, которые не могут быть получены при использовании традиционных устаревших технологиях переработки материалов. Обосновано применение нового способа возбуждения резонансных колебаний в виброприводах, обеспечивающего улучшение технологических параметров вибрационных станков-диспергаторов. Новизна способа состоит в получении синхронных колебаний в технологической системе и поддержании их на заданном уровне, а также в обеспечении возможности управления формой генерируемых колебаний. Предлагаемый способ позволяет повысить мощность, универсальность и эффективность работы виброприводов за счет обеспечения возможности управления формой траектории колебаний рабочего органа и одновременной синхронизации высокочастотной и низкочастотной составляющих колебаний. Показано, что функциональные возможности виброприводов могут быть расширены за счет возбуждения механических колебаний на резонансных частотах. Для более полного и наглядного представления процесса возбуждения резонансных колебаний сред- ствами суперкомпьютерных ресурсов ЮУрГУ были выполнены расчёты частотных характеристик колебаний роторов вибропривода. Для сравнения траекторий и форм колебаний были представлены векторные диаграммы движения радиус-векторов суммарных амплитуд колебаний при несинхронном и синхронном режимах работы. В результате расчётов были выявлены три формы собственных резонансных колебаний каждого из роторов вибропривода. Для мониторинга и поддержания требуемых технологических параметров вибропривода была разработана система автоматизированного управления, позволяющая производить сбор у виброприводов параметрической информации, ее автоматическую обработку и поднастройку устойчивой синхронной работы посредством электрической обратной связи.
Ключевые слова
Ресурс агрегатов зависит от условий работы узлов, состоящих из взаимодействующих деталей, формирующих пары трения. Условия контактирования определяются параметрами шероховатости трущихся поверхностей, формируемых финишной механической обработкой. Один из распространённых процессов финишной обработки – хонингование. В конструкторско-технологической документации при назначении операций хонингования нормируются параметры макро- (возможно исправление формы) и микрогеометрии. Традиционно обозначаемая термином «шероховатость» группа параметров, характеризующих микрогеометрию, в настоящее время определяется термином «текстура» поверхности в современных стандартах. Модернизация производства с использованием концепции «Индустрия 4.0» обозначена в стратегии научно-технологического развития Российской Федерации как «переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям». Для области «Технологии машиностроения» данный приоритет обуславливает необходимость в достоверных моделях, отражающих технологические процессы, включая целевые функции и их оценку (формообразование – погрешности формы, шероховатость – параметры шероховатости) каждого из технологических процессов для включения в дальнейшем данных процессов в единую государственную информационную систему контроля за производственными цепочками, разрабатываемую в настоящее время в Министерстве промышленности и торговли Российской Федерации. Экономическая целесообразность развития данного направления связана с ростом вклада государства (госкомпаний) в ВВП с 35 % в 2005 году до 70 % в 2015 году, согласно данным Федеральной антимонопольной службы Российский Федерации. Какие параметры микрогеометрии применяются исследователями для оценки получаемой поверхности после хонингования при проведении экспериментальных исследований и при построении моделей и какие параметры являются приоритетными для машиностроительных предприятий, рассмотрено в данной статье. Приведен обзор публикаций в области хонингования включая анализ нормируемых исследователями параметров текстуры. Рассмотрены основные пути развития хонингования, в части нормирования параметров, получаемых после обработки.
Ключевые слова
Один из наиболее часто применяемых сплавов в аддитивных технологиях – титановый сплав TiAl6V4. В последние годы большое количество работ посвящалось исследованию селективного лазерного сплавления данного сплава при использовании оптоволоконного лазера. В данной работе исследовались режимы SLM с применением углекислотного лазера. Для исследования влияния параметров селективного лазерного сплавления на пористость получаемого материала использовалась установка SINTERSTATION® Pro DM125 SLM System. Образцы выращивались в инертной атмосфере (содержание кислорода в рабочей камере составляло 500 ppm). В работе использовался порошок титанового сплава с размером частиц от 20 мкм до 63 мкм, средним размером частиц – 44 мкм, средней сферичностью по параметру ISO Roundness – 63,74 %. С использованием девяти различных режимов сплавления были изготовлены образцы кубической формы. Пористость определялась методом исследования шлифа на оптическом микроскопе (изготавливались 2 шлифа: совпадающий с направлением выращивания образца и перпендикулярный направлению выращивания). Все полученные образцы имеют плотную структуру и удовлетворительное качество поверхности. Наибольшую пористость (22,6 %) имеет образец, для сплавления которого использовалась мощность лазера – 100 Вт, время выдержки лазера в координате – 50 мкс (поры в данном случае имеют неправильную форму и большой размер). Наименьшую пористость (0,5 %) имеет образец, для сплавления которого использовалась мощность лазера – 200 Вт, время выдержки лазера в координате – 150 мкс (поры в данном случае имеют сферическую форму и меньшие размеры).
Ключевые слова
В статье представлены результаты теоретического исследования, которое проводилось в рамках поиска решения задачи аналитической диагностики погрешностей геометрии деталей муфт. Решение данной задачи способствует повышению точности и достоверности оценки состояния муфт и обеспечивает рост уровня надежности их эксплуатации и эксплуатации механизмов в целом. Авторами разработан новый диагностический метод для проведения точной оценки качества поверхности вращающейся обоймы либо ступицы и роликов. Суть метода заключается в том, что оценка состояния элементов деталей муфт производится за счёт анализа уровня шума, который является результатом проявления таких его источников, как дефекты, имеющиеся на поверхностях этих элементов. Для обнаружения и классификации дефектов производится проверка возникающих всплесков, ре- гистрируемых в фиксируемые моменты времени, и которые могут быть рассчитаны с использованием координат расположения дефектов, конструкции ступицы и частоты её вращения. Предлагаемая новая методика была использована для оценки состояния элементов деталей как обгонных механизмов металлорежущих станков, так и роликовых замков технологических приспособлений. Степень точности производившейся отбраковки деталей составила от 83 до 89 %. В качестве преимуществ предлагаемого метода можно выделить следующие положения: 1) контролёр имеет возможность определить суммарное число дефектов с высокой степенью точности; 2) сокращено время оценки износа и отклонений геометрии деталей муфт; 3) точность оценки качества поверхности может быть проверена сравнением с результатами измерений, проведёнными с использованием аттестованного оборудования. Представляемая статья является одной из первых работ по вибродиагностике муфт. В ней даны феноменологические формулы для расчёта габаритов дефектов на элементах деталей обгонных роликовых механизмов свободного хода.
Ключевые слова
В статье рассматривается методология применения виброакустического метода диагностирования на примере газораспределительного механизма (ГРМ). До начала 2000 года данный метод не находил широкого применения по причине значительной стоимости диагностических комплексов, сложности тарировки применяемых датчиков, сложности обработки и анализа диагностической информации. На сегодняшний день его использование упростилось в связи с появлением недорогих USB осциллографов и высокочувствительных вибродатчиков. Кроме того, заметно повысились возможности обработки диагностических данных и их представления. Помимо этого, значительно усовершенствован и автомобиль в области электронных систем и элементов, позволяющих синхронно получать нужный диагностический сигнал, после чего производить анализ полученных данных. Отказы элементов газораспределительного механизма двигателя и, в частности, прогар клапанов, нарушение их герметичности, смещение фаз, рост зазоров или их отсутствие возникают у большинства автотранспортных средств при пробегах гораздо меньших нормативных или предельных. Объясняется это целым рядом эксплуатационных факторов, таких как - несвоевременное проведение технического обслуживания, использование нерекомендуемых масел и топливных материалов, нарушение тепловых и нагрузочных режимов и др. В 30–50 % случаев эти факторы вызывают увеличение зазоров в клапанах ГРМ. Проведенные в представленном материале исследования позволили установить: при допуске на зазор в выпускном клапане 0,35 ± 0,05 мм величина сигнала виброимпульса составила –150–182 мВ. Проведенный контроль зазоров в клапанах ГРМ выявил 14 отклонений из 20 подконтрольных цилиндров ДВС. Любые превышения амплитуды сигнала виброимпульса выше 182 мВ требуют регулировки зазоров или замены гидротолкателей. Данный метод и используемый набор технологических приемов позволяют оперативно и без разборки определять техническое состояние систем двигателя при любых промежуточных состояниях диагностируемых объектов. Данный набор диагностических средств, технологических приемов и нормативных данных позволяет рекомендовать их использование на современных автотранспортных предприятиях, занимающихся эксплуатацией, ремонтом и обслуживанием автотранспорта.
Ключевые слова
Целью работы является изучение перспективных методов повышения надежности гипоидных зубчатых зацеплений при высоких нагрузках. К техническим устройствам, содержащим такие зацепления относятся, в частности, ведущие мосты автотракторной техники. Фактором риска является повышение температуры вследствие упругих деформаций металла и трения скольжения при значительном смещении осей зацепления. В данной работе рассмотрено влияние триарилфосфоротионатов, а также диалкилдитиофосфатов цинка и молибдена (III) на силу трения и генерирование тепла в контактах трения качения с проскальзыванием. Контакты качения с проскальзыванием моделируют трение в гипоидных зубчатых передачах. В данной работе построены зависимости коэффициента трения от температуры при смазке трансмиссионным маслом с дополнительно введенными изучаемыми присадками. Сравнивались влияние присадок на температуру узлов трения и эффективность присадок при различных температурах. Из полученных результатов следует, что оба типа испытанных присадок существенно снижают силу трения при температурах от 100 °С и выше. Введение в состав трансмиссионного масла как фосфоротионатов, так и диалкилдитиофосфатов существенно снижает силу трения и интенсивность изнашивания в контакте качения с проскальзыванием. Отличие между исследованными присадками заключается, в основном, в диапазонах температур, в которых проявляется влияние присадок на трибологические свойства трансмиссионного масла. Для триарилфосфоротионатов это влияние проявляется при температурах выше 100…110 °С. Для триалкилфосфоротионатов – при температурах выше 80 °С. Диалкилдитиофосфаты молибдена (III) с достаточно длинными углеводородными радикалами снижают силу трения практически при всех положительных температурах и превосходят по эффективности фосфоротионаты. Таким образом, введение в трансмиссионное масло дополнительного количества рассмотренных присадок способно существенно снизить как температуры, достигаемые зубчатыми передачами в ходе эксплуатации, так и скорость изнашивания при данных температурах.