Введение. Статья посвящена описанию специализированного программного обеспечения стенда, разработанного для контроля технического состояния отечественных и зарубежных объемных гидроприводов в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров. Представлены результаты стендовых испытаний с использованием гидравлического стенда и программного обеспечения. Материалы и методы. Для разработки прикладного программного обеспечения в работе использован графический язык программирования G среды программирования Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench (LabView) компании National Instruments. Достоверность полученных результатов подтверждена серией стендовых испытаний с отечественными и зарубежными объемными гидроприводами. Результаты исследования. Разработано и практически реализовано новое специализированное программное обеспечение стенда для контроля технического состояния разномарочных объемных гидроприводов отечественного и зарубежного производства в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров. Программное обеспечение собирает, обрабатывает и сохраняет данные с датчиков в процессе испытания, рассчитывает и выводит измерительную информацию, проводит внелабораторный анализ процесса испытаний в графическом, текстовом и видеоформатах, а также тарировку датчиков, хранит результаты испытаний в электронной библиотеке программы. Специализированное программное обеспечение работает под управлением операционной системы Microsoft Windows 7 x86 (32-bit) и устанавливается на персональном компьютере блока обработки данных гидравлического стенда. Разработанное программное обеспечение характеризуют эргономичность пользовательского интерфейса, возможность контролировать все параметры диагностирования испытуемых объемных гидроприводов. Обсуждение и заключение. Специализированное программное обеспечение и стенд позволяют в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров с высокой точностью определять (контролировать) все параметры технического состояния наиболее распространенных отечественных и зарубежных объемных гидроприводов в соответствии с требованиями заводов-изготовителей.
Инженерные технологии и системы
2021. — Выпуск 4
Содержание:
Введение. Статья посвящена описанию специализированного программного обеспечения стенда, разработанного для контроля технического состояния отечественных и зарубежных объемных гидроприводов в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров. Представлены результаты стендовых испытаний с использованием гидравлического стенда и программного обеспечения. Материалы и методы. Для разработки прикладного программного обеспечения в работе использован графический язык программирования G среды программирования Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench (LabView) компании National Instruments. Достоверность полученных результатов подтверждена серией стендовых испытаний с отечественными и зарубежными объемными гидроприводами. Результаты исследования. Разработано и практически реализовано новое специализированное программное обеспечение стенда для контроля технического состояния разномарочных объемных гидроприводов отечественного и зарубежного производства в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров. Программное обеспечение собирает, обрабатывает и сохраняет данные с датчиков в процессе испытания, рассчитывает и выводит измерительную информацию, проводит внелабораторный анализ процесса испытаний в графическом, текстовом и видеоформатах, а также тарировку датчиков, хранит результаты испытаний в электронной библиотеке программы. Специализированное программное обеспечение работает под управлением операционной системы Microsoft Windows 7 x86 (32-bit) и устанавливается на персональном компьютере блока обработки данных гидравлического стенда. Разработанное программное обеспечение характеризуют эргономичность пользовательского интерфейса, возможность контролировать все параметры диагностирования испытуемых объемных гидроприводов. Обсуждение и заключение. Специализированное программное обеспечение и стенд позволяют в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров с высокой точностью определять (контролировать) все параметры технического состояния наиболее распространенных отечественных и зарубежных объемных гидроприводов в соответствии с требованиями заводов-изготовителей.
Ключевые слова
Введение. В статье приведены результаты экспериментальных исследований силовых параметров при обработке твердых легированных сталей инструментами, на режущую часть которых нанесено многослойное твердое, теплостойкое и износостойкое покрытие. Полученные данные позволят решить вопросы оптимизации процесса работы с труднообрабатываемыми материалами. Материалы и методы. В работе были поставлены задачи измерить силовые параметры процесса токарной обработки изделий и создать экспериментальные формулы силовых параметров для различных технологических режимов. Для этого был применен специальный измерительный многокомпонентный комплекс, позволяющий оценить влияние режимных параметров на изменение составляющих силы резания. Результаты исследования. Модернизацию станка с числовым программным управлением провели путем объединения его с трехкомпонентным динамометром и инструментом, на режущую часть которого было нанесено многослойное твердое, теплостойкое и износостойкое покрытие. Станок оснастили приборами, соединенными с персональным компьютером для измерений и обработки экспериментальных данных. По результатам исследований получены графические зависимости и эмпирические формулы, учитывающие влияние режимных параметров на составляющие силы резания при обработке деталей из легированных сталей с высокой твердостью, теплостойкостью и износостойкостью. Обсуждение и заключение. Проведенные исследования позволили получить экспериментальные формулы составляющих силы резания для различных режимных параметров при обработке деталей инструментом, который оснащен режущими пластинами. На пластины нанесено многослойное твердое и износостойкое покрытие, состоящее из карбонитрида титана, оксида алюминия и нитрида никеля. Покрытие значительно повышает твердость, теплостойкость и износостойкость режущей части инструмента и обеспечивает качественную обработку.
Ключевые слова
Введение. Эффективность сельскохозяйственной деятельности обусловлена прежде всего степенью механизации труда, которая обеспечивается наличием необходимого объема сельскохозяйственной техники. Абразив в виде песка, грязь, работа под открытым небом резко ускоряют износ механизмов. Нерационально составленный план работ, отсутствие полной информации о состоянии конкретных единиц техники увеличивают сроки выполнения ремонтно-восстановительных работ. Цель исследования - разработка модели цифрового двойника ремонтно-восстановительной системы предприятий. Модель позволит сократить материальные затраты и найти наилучшие решения для организации требуемых работ. Материалы и методы. Разработанная модель построена на основе имитационного моделирования. Авторы использовали методику, основанную на дискретно-событийном моделировании с использованием логико-математического аппарата описания событий, происходящих в реальном объекте. Результаты исследования. Информационное обеспечение формируется на основе параметров производственных систем отдельных ремонтных предприятий и консолидированной с ним математической модели, являющейся цифровым двойником обобщенной производственной системы. Подобный подход позволил автоматизировать поиск оптимальных планов организации ремонтных работ отдельными ремонтными предприятиями с учетом их взаимосвязей. Обсуждение и заключение. Цифровой двойник обобщенной производственной системы ремонтных организаций позволяет генерировать в короткие сроки возможные варианты распределения ресурсов и оперативно производить их верификацию, выбирая лучшие варианты, аккумулируя информацию об удачных решениях с целью сокращения времени проведения подобных поисков в будущем. Это позволит сократить время проведения ремонтно-восстановительных работ, повысить их качество и снизить трудоемкость.
Ключевые слова
Введение. В настоящее время для поверхностной обработки почвы широко используют дисковые бороны, рабочими органами которых являются диски, изнашивающиеся в процессе работы. Интенсивность изнашивания дисков зависит от износостойкости их рабочих поверхностей, режимов работы и свойств обрабатываемой почвы. Установлено, что эффективным способом повышения долговечности дисков является наплавка износостойкими материалами. Целью работы являются исследование изнашивания наплавочных материалов, которые могут быть использованы для упрочнения дисков, и составление рекомендаций по применению в ремонтных подразделениях сельхозпредприятий. Материалы и методы. Наплавки электродами Т-590, порошковыми проволоками ПП-Нп200Х15С1ГРТ, ВЕЛТЕК-Н560.02 и ПП-Нп280Х9Ф7СГ4 были приняты в качестве исследуемых материалов. Для испытаний материалов на изнашивание в абразивной массе использовали установку, позволяющую моделировать влажность и состав (супесь или суглинок) почвы. При испытаниях по схеме диск-колодочка изучали влияние на изнашивание материалов таких факторов, как размер абразивных частиц, нагрузка и скорость трения скольжения. При полевых испытаниях контролировали изнашивание дисков из стали 65Г и наплавленных дисков «ромашка» с вырезами и со сплошным лезвием. Результаты исследования. В результате лабораторных исследований материалов выявлены зависимости влияния влажности и состава почвы, нагрузки, зернистости абразива и скорости трения скольжения на износ. Основным фактором, определяющим износостойкость материалов, является их структурное состояние. Ряд износостойкости наплавок, установленный при лабораторных испытаниях, подтвержден в результате полевых испытаний. Обсуждение и заключение. Наплавка порошковой проволокой ПП-Нп280Х9Ф7СГ4 обладает наиболее высокой износостойкостью из исследуемых материалов. Технология упрочнения дисков наплавкой современными материалами, в частности порошковой проволокой ПП-Нп280Х9Ф7СГ4, может быть реализована в условиях ремонтных подразделений сельхозпредприятий при наличии оборудования для наплавки и заточки рабочих поверхностей.
Ключевые слова
Введение. Защита от коррозии рабочих органов сельскохозяйственной техники выполняется путем пневматического нанесения загущенных консервантов с нагревом. Для этого внутрь шланга подачи консерванта на распыление вводят проволочную спираль и подключают ее к источнику тока. Известно, что толщина проволоки и шаг навивки спирали влияют на гидравлическое сопротивление течению жидкости. Однако не установлено, как диаметр спиральной вставки и ее нагрев влияют на пропускную способность канала гибкого шланга. Цель исследования - повышение пропускной способности гибкого шланга с электронагревательной спиралью. Для этого нужно определить ее геометрические параметры, минимизирующие гидравлическое сопротивление течению загущенного консерванта и уменьшающие затраты энергии на нагрев материала в шланге. Материалы и методы. Предложено исследовать две электронагревательные спирали одной длины и различного диаметра, выполненные из одинаковых отрезков стальной сварочной проволоки. Разработан стенд для исследования влияния параметров спирали на гидравлическое сопротивление шланга. На нем определялись потери давления в шлангах со спиралями и в гладком шланге при течении по ним масла моторного отработанного и загущенного консерванта. Оценивалась пропускная способность шланга с холодной и нагретой спиралью. Результаты исследования. Обоснован способ нагрева консерванта в пристенном слое шланга. При этом его пропускная способность повышается в полтора раза с меньшими затратами энергии (в 2,4 раза), чем при нагреве консерванта в центральной части шланга. При ламинарном режиме течения потери давления в шланге в 2 раза ниже от спирали, равной 0,85 диаметра канала шланга, чем от спирали, равной 0,67 диаметра канала. Обсуждение и заключение. В результате выполненных исследований определен рациональный способ размещения электрической спирали возле стенки канала обогреваемого шланга. При пониженной температуре воздуха снижение вязкости загущенного консерванта за счет нагрева в шланге способствует уменьшению потерь давления до 50 % и увеличению его пропускной способности в 1,4-2,0 раза. Использование нагревательной спирали в шланге c загущенным консервантом позволит минимизировать потребление энергии при консервации техники на открытых площадках хранения.
Ключевые слова
Введение. Определение оптимальной технологической эффективности процесса шелушения, с точки зрения количества отделяемых оболочек и удельных затрат на процесс, является важной задачей. Цель исследования - обосновать комплексный критерий оценки технологической эффективности шелушения зерна пшеницы и выбрать оптимальные значения параметров шелушения зерна с учетом энергоемкости процесса. Материалы и методы. Для количественной оценки технологической эффективности шелушения зерна пшеницы были использованы следующие локальные критерии эффективности: относительный выход отходов шелушения, относительное снижение зольности зерна, увеличение количества битых зерен, а также комплексный критерий эффективности, учитывающий локальные критерии и удельный расход электроэнергии. Результаты исследования. Проведенные эксперименты показали, что технологическая целесообразность процесса шелушения обеспечивается при проценте открытия заслонки на выходе из машины 60-70 %. При этом относительный выход отходов шелушения составляет 3,2-2,8 %, относительное снижение зольности зерна 0,32-0,20 %, а увеличение количества битых зерен не превышает 0,85 %. С увеличением степени открытия заслонки на выходе из машины с 50 до 100 % удельные затраты электроэнергии снижаются с 8,7 до 3,5 кВт∙ч/т. Обсуждение и заключение. Для оценки технологической эффективности шелушения зерна пшеницы предложен обобщенный критерий эффективности, включающий в себя локальные критерии. Экспериментально доказана их зависимость от интенсивности процесса обработки зерна в машине. Определено оптимальное сочетание степени открытия заслонки на выходе машины 67 % (производительность 0,7 т/ч) с удельным расходом электроэнергии 5,8 кВт·ч/т. В этом случае комплексный критерий эффективности, с учетом энергоемкости процесса, равен 4,5 кг/кВт·ч.
Ключевые слова
Введение. Разработка способа энергоэффективного измельчения волокнистого растительного сырья, предотвращающего засорение решет, остается актуальной задачей. Цель исследования - изучить процесс измельчения высушенных волокнистых растительных материалов и оценить влияние режимных характеристик устройства на качество измельчения и энергоемкость процесса. Материалы и методы. Экспериментальная установка представляла собой роторный измельчитель. Его рабочими органами являлись чередующиеся ножи и молотки. При движении молотка треугольный вырез его грани создает область пониженного давления, под действием которого происходит отрыв растительных частиц от поверхности решет. Изучалось влияние линейной скорости движения ножей и подачи сырья на фракционный состав измельченного сырья, производительность измельчителя и удельную энергоемкость измельчения. Результаты исследования. Установлено, что при увеличении скорости ножей ротора происходит изменение фракционного состава измельченного продукта. Оптимальный диапазон изменения скорости ножей для получения продукта требуемого фракционного состава 55-75 м/с. Увеличение скорости приводит к повышению производительности, но сопровождается ростом удельной энергоемкости. При постоянной скорости ротора увеличение подачи сырья повышает и производительность измельчителя, но лишь до некоторой величины. После производительность снижается из-за излишнего заполнения сырьем рабочей камеры и засорения решет. Для каждого значения скорости ножей существует оптимальная подача, обеспечивающая максимальную производительность. Высокие значения скорости ножей приводят к значительной энергоемкости процесса и переизмельчению сырья. Поэтому оптимальный диапазон скорости ножей 55-65 м/с. Обсуждение и заключение. Эффективное измельчение сырья достигается благодаря более низкой энергоемкости процесса резания, а также отсутствию засорения решет вследствие отрыва растительных частиц от их поверхности.
Ключевые слова
Введение. Комитет «Умное агро» научно-образовательного центра «Инженерия будущего» определил ряд задач, актуальных для повышения эффективности точного, почвозащитного и ресурсосберегающего земледелия. Одной из таких задач является разработка цифровой мультиагентной системы, обеспечивающей ряд сервисов, предоставляемых агропредприятиям, разработчикам и производителям сельскохозяйственной техники. Целью настоящего исследования является моделирование автономной мобильной роботизированной платформы и разработка программно-аппаратных средств траекторного управления. Материалы и методы. В качестве методов и инструментов решения поставленной задачи используются современные CAx-системы и их приложения, методы 3D- и натурного моделирования, численного решения задач в терминах механики деформируемого твердого тела. Для расширения и углубления штатного функционала CAx-систем (SolidWorks) в части программной реализации алгоритмов траекторного управления используются методы и технологии программирования с использованием API SolidWorks в среде VisualStudio C++ (MFC, ATL, COM), а для построения натурных моделей - платформы Arduino и fischertechnik. Результаты исследования. Результатом исследования является программно-аппаратный модуль траекторного управления для интегрированной (натурной и виртуальной) модели мобильной роботизированной платформы, который может быть предоставлен потребителю как сервис автономизации техники. Для разработанной модели выполнено тестирование алгоритмов управления для траекторий различного вида. Обсуждение и заключение. Разработанная интегрированная программно-аппаратная модель траекторного управления может быть использована как разработчиками и производителями сельскохозяйственной техники, так и непосредственно агропредприятиями для выполнения типовых технологических процессов. Особенностью реализации является открытый программно-аппаратный интерфейс, обеспечивающий интеграцию мобильных роботизированных платформ на базе цифровой мультиагентной системы.