Полоцкий государственный университет

Полоцкий
государственный
университет

Данилов В.А., Киселев Р.А., Яловский О.В.
Синтез и реализация универсальных схем формообразования торцовых зубчатых контуров

Обосновано построение универсальных схем формообразования торцовых зубчатых контуров, обеспечивающих расширение технологических возможностей базовой схемы обработки по числу обрабатываемых пазов, их ширине и форме боковых поверхностей. Проанализированы способы обеспечения обработки заданного числа пазов за счет управления отношением угловых скоростей инструмента и заготовки, а также вариант реализации метода дискретно-непрерывного деления, позволяющего одним инструментом обрабатывать торцовые зубчатые контуры с различным числом пазов при сохранении их геометрической формы. Описаны кинематические структуры станков, реализующих соответствующие схемы обработки. Показаны кинематический и геометрический методы управления шириной пазов и формой их боковых поверхностей за счет настройки параметров схем обработки, пути их реализации.

Антонюк В.Е., Русецкий В.Н., Трухнов Л.И.
Возможности улучшения рабочих характеристик среднемодульных зубчатых передач с использованием зубофрезерного станка с числовым программным управлением

Рассматриваются возможности использования современного зубофрезерного станка с числовым программным управлением для достижения окончательной точности по 8-й степени ГОСТ 1643-81 без зубошлифования для среднемодульных зубчатых колес. Приводятся результаты изготовления зубчатых колес модулем 5 мм по предлагаемой технологии с использованием станка ОFА75 СNС. Даются рекоменда-ции по назначению норм точности и параметров шума зубчатых передач. Использование прибора двухпрофильного контроля с записью межосевого расстояния позволяет значительно повысить точность и объективность контроля зубчатых колес, расширить информационную базу для оценки их качества и производить целенаправленный отбор зубчатых колес с требуемыми свойствами.

Пантелеенко Ф.И., Афшин Хейдари Монфаред
Снижение поверхностных деформаций путем термической обработки в процессе стыковой сварки

Поверхностные деформации, вызванные процессом стыковой сварки, представляют проблему, которая возникает по причине несоответствия тепловых расширений в сварном шве и окружающем материале. Остаточные напряжения наряду со сварочными деформациями в значительной степени оказывают негативное воздействие на получение точных размеров конструкции, её пригодность к применению и себестоимость. Эти факторы отражают в полной мере необходимость использования различных технологий, направленных на минимизацию вредных явлений в сварочных процессах. Данные технологии применяются для того, чтобы обеспечить величины сварочных остаточных напряжений и деформаций ниже нормативных. Величина деформации может быть минимизирована в результате правильно выбранных методологий подготовки сварочных работ, ведения сварочных работ и послеоперационного контроля качества проведенных работ. В данной работе термообработка используется для устранения деформаций, вызванных процессом сварки. Необходимые соответствующие параметры охлаждения определены с помощью тепловой базы данных, созданной в процессе моделирования с применением метода конечных элементов.

Андруш В.Г.
Ресурсосбережение при установлении продолжительности обкатки двигателей

Исследуется вопрос сокращения продолжительности обкатки двигателей после ремонта в зависимости от их исходного состояния. Представлена математическая модель, показывающая взаимосвязь мощности механических потерь двигателя в процессе обкатки с такими факторами, как мощность механических потерь в начале обкатки, температура масла и средняя скорость изменения мощности в процессе обкатки. Полученная формула позволяет определить необходимую продолжительность обкатки в зависимости от средней скорости изменения мощности механических потерь, мощности механических потерь в начале обкатки и температуры масла. Показан алгоритм селективного установления продолжительности режимов приработки, что позволяет сократить среднее время обкатки не менее чем на 15 % с экономией топливно-энергетических ресурсов по сравнению с рациональным режимом.

Кизина О.А., Адамович А.Л., Грозберг Ю.Г.
Анализ современных методов и оборудования для сушки древесины

Представлены наиболее распространенные традиционные и современные методы сушки древесины. Для каждого из описанных методов указаны принцип действия, особенности практической реализации, преимущества и недостатки, способы повышения равномерности сушки. Отдельно исследован и проанализирован метод сушки древесины энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Выделены основные фундаментальные и прикладные проблемы, решение которых необходимо для успешного применения на практике данного метода. Указан возможный способ получения равномерного распределения сверхвысокочастотного поля в технологической зоне лесосушильной камеры. Приведен сравнительный анализ разнотипных лесосушильных установок по наиболее значимым критериям.

Ивашко В.С., Буйкус К.В.
Оптимизация моделированием основных технологических параметров активированной дуговой металлизации при восстановлении коленчатых валов

Рассматривается оптимизация моделированием основных технологических параметров активированной дуговой металлизации при восстановлении коленчатых валов. Представлена модель для прогнозирования скорости разгона напыляемых частиц и их параметры. Разработанная модель движения и нагрева частицы при активированной дуговой металлизации позволяет анализировать параметры двухфазного потока, в частности состояние частиц дисперсной фазы, по дистанции напыления при различных режимах работы металлизатора и выбирать оптимальные параметры процесса активированной дуговой металлизации при модернизации оборудования и разработке новых технологических процессов восстановления коленчатых валов. В модели учтены аэродинамические и теплофизические параметры газового потока и летящей в нем частицы.

Берестов Е.И., Лесковец И.В.
Влияние свойств грунта на усилия сопротивления копанию рабочим оборудованием бульдозера

Представлена методика определения сил сопротивления копанию отвалом бульдозера на основе анализа процессов, происходящих при отделении стружки от массива грунта и движении призмы волочения. Обоснована расчетная схема, на основании которой выделены характерные геометрические элементы рабочего оборудования и призмы волочения. С помощью предлагаемой методики проанализированы силы сопротивления копанию, возникающие на рабочем оборудовании, которое применяется на серийной технике. Рассмотрено влияние на них параметров грунта. Сравнение средних значений сил сопротивления копанию показали адекватность результатов, полученных с использованием предлагаемых методов. Установлен характер влияния на силы сопротивления копанию отвалом бульдозера различных параметров грунта. Выявлены рациональные области высоты вырезаемой стружки для конкретного бульдозерного отвала. Сделано заключение о перспективности предлагаемых методов расчета.

Таратын И.А., Хатько В.В.
Особенности сенсорного отклика термокаталитических газовых сенсоров с различным типом нагревателя

Рассмотрены особенности сенсорного отклика термокаталитического газового сенсора (типа пел-листор) с нагревателем из монокристаллического кремния и установлены его отличия от сенсорного отклика сенсора, изготовленного по стандартной технологии с нагревателем из платиновой спирали. Эти особенности связаны с нелинейностью вольтам-перной характеристики сенсора с нагревателем из монокристал-лического кремния. В отличие от каталитического сенсора с платиновым нагревателем, для сенсора с нагревателем из монокристаллического кремния существуют две области отклика: область положительных и область отрицательных значений изменения выходного напряжения сенсора. Установлено, что при воздействии на каталитический сенсор водорода или оксида углерода положительная составляющая сенсорного отклика имеет ярко выраженный максимум при токе нагревателя в 24 и 28 мA соответственно.

Боровский Д.Н.
Ударное взаимодействие мелющих тел в сепарационной зоне центробежно-шаровой мельницы

Исследуется ударное взаимодействие мелющих тел в сепарационной зоне центробежно-шаровой мельницы. Рассмотрены проблемы шарового измельчения в барабанных мельницах. Предложена перспективная установка для помола материала при помощи мелющих тел. Рассмотрены ее конструктивные элементы. Представлена методика расчета движения мелющих тел в сепарационной зоне центробежно-шаровой мельницы за счет ударного взаимодействия между телами и стенкой корпуса. Применение данной методики позволит в зависимости от геометрических и технологических параметров рассчитать максимальную высоту подъема тел, необходимую для ударного разрушения материала, а также для наиболее полного циркуляционного движения тел внутри мельницы.

Хейфец М.Л., Грецкий Н.Л., Семенов С.В., Новиков А.В.
Совмещение электрофизических и термомеханических процессов для восстановления и упрочнения поверхностей деталей

Рассмотрена технология восстановления геометрических характеристик предельно изношенных поверхностей деталей и повышения износостойкости поверхностного слоя при упрочнении. Технология состоит из послойного нанесения легированных ферромагнитных порошков и низколегированных угле-родистых проволок. Нанесение порошков может происходить одновременно с поверхностным пластическим деформированием наносимого слоя, а нанесение проволоки сопровождается упрочняющим ротационным резанием. Показано существующее оборудование по нанесению ферромагнитных порошков, предложена универсальная конструкция для их нанесения. Даны рекомендации по оборудованию и режимам для последующей наплавки проволоки, совмещенной с ротационным резанием.

Достанко А.П., Коробко А.О., Кайдов О.Л.
Новые тенденции в развитии технологии и конструкций кремниевых тонкопленочных солнечных элементов

Проведен анализ конструкций современных тонкопленочных солнечных элементов на основе поликристаллического кремния и основных технологических методов их производства. Показано, что наиболее перспективным методом получения тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей является электронно-лучевое испарение в сочетании с термическим отжигом дефектов осажденных слоев. Анализ рассмотренных конструктивных вариантов и методов изготовления тонкопленочных поликристаллических кремниевых солнечных элементов показывает, что тонкопленочная технология их получения обладает рядом достоинств, обусловливающих перспективность ее внедрения в промышленных масштабах. Необходимое условие дальнейшего развития тонкопленочной технологии производства поликристаллических кремниевых солнечных элементов – использование высокоскоростных методов осаждения функциональных слоев, обеспечивающих минимальное количество дефектов и качественное воспроизведение стехиометрии исходных образцов на поверхности осаждения.

Долгих А.М.
Повышение кавитационной стойкости деталей машин нанесением защитных покрытий

Исследована кавитационная стойкость диффузионных защитных карбидных покрытий, нанесенных на углеродистые и легированные стали. Представлены результаты определения кавитационной стойкости покрытий карбидного типа, полученных в порошковых металлотермических смесях. Испытания на кавитационную стойкость проведены в соответствии со стандартной методикой и применением стандартной статистической обработки полученных экспериментальных данных. Предложены составы защитных покрытий, которые могут быть рекомендованы в качестве кавитационно-стойких, значительно улучшающих эксплуатационные показатели стойкости и надежности деталей машин и механизмов. Показана технология их нанесения методом химико-термической обработки. Представленные в статье материалы имеют практическое применение.

Молодечкина Т.В., Васюков А.В., Таратын И.А., Молодечкин М.О.
Легированные оксиды титана как основа для формирования чувствительных элементов газовых сенсоров

Рассмотрены способы получения и применения пленок диоксида титана, в том числе особенности формирования пленок диоксида титана зольгель методом. Приводятся результаты работы по созданию чувствительных слоев для адсорбционных датчиков резистивного типа на основе TiO2. Особенности технологического процесса формирования заключаются в попытке соединить воедино два направления получения пленочных покрытий: тонкопленочную и толстопленочную технологии. Применение в качестве связующего компонента и пластификатора золя диэтоксидихлортитана TiCl2(OC2H5)2 позволило эффективно создавать широкий класс оксидных покрытий с легко контролируемым составом примесных элементов. Установлено, что сформированные структуры проявляют чувствительность к пропану, метану и водороду. Показана перспективность работ по созданию чувствительных элементов сенсоров на основе легированных оксидов титана.

Киселев М.Г., Дроздов А.В., Габец В.Л.
Влияние направления сообщаемых накатному ролику в процессе шаржирования поверхности ультразвуковых колебаний на абразивную способность и износостойкость получаемого на ней алмазосодержащего покрытия

Представлены установка и методика проведения экспериментальных исследований, позволяющие осуществлять шаржирование зернами алмазного микропорошка поверхности диска накатным роликом при сообщении ему ультразвуковых колебаний в различном относительно вектора окружной скорости точки на поверхности диска направлении. Разработанная авторами методика позволяет также проводить количественную оценку абразивной способности и износостойкости полученного алмазосодержащего покрытия. Показаны результаты экспериментальных исследований, отражающие влияние направления введения ультразвуковых колебаний, сообщаемых в процессе шаржирования накатному ролику, на абразивную способность и износостойкость полученного на поверхности диска алмазосодержащего покрытия. На основе анализа результатов экспериментальных исследований установлены оптимальные значения технологических параметров процесса шаржирования поверхности диска с использованием накатного ролика и применением ультразвука.

Шматов A.А.
Моделирование процесса формирования диффузионного Ti-V карбидного покрытия на стали У8

Выполнена оптимизация составов насыщающих смесей в системе на основе Cr – Ti – V по микротвердости и абразивной износостойкости диффузионных карбидных слоев, полученных на высокоуглеродистой стали У8 (0,8 % С) методом ХТО (11000C). Обработка стали в оптимальной Ti-V насыщающей среде позволяет увеличить ее абразивную износостойкость до 13,6 раз, а микротвердость полученного карбидного слоя до 40000 МПа. Оптимальное диффузионное Ti-V покрытие имеет структуру, состоящую из сложнолегированных взаимно растворимых карбидов. На основе термодинамики и кинетики смоделирован процесс формирования Ti-V карбидного покрытия на стали.

Чичко А.Н., Лихоузов С.Г., Соболев В.Ф., Сачек О.А., Чичко О.И.
Компьютерная обработка изображений микроструктур чугуна для решения задачи классификации отливок по обрабатываемости

Предложен математический аппарат для обработки изображений микроструктуры чугунов перлитного класса, имеющих в структуре случайно распределенные включения графита. Разработано программное обеспечение, позволяющее определять статистическое распределение функции плотности характеристик графитных включений по площадям, периметрам и расстояниям между включениями. Получена зависимость между одной из характеристик статистического распределения графита и соотношения основных элементов химического состава. Показано, что компьютерная обработка изображения микроструктуры серого чугуна позволяет классифицировать неразличимые традиционными металлографическими методами микроструктуры на основе статистического распределения графитной фазы и межпластиночных расстояний перлита, что имеет практическое значение для исследования взаимосвязей «обрабатываемость – микроструктура чугуна».

Ланин В.Л., Цинман А.Ф., Петухов И.Б.
Выбор полярности электрического разряда при формировании шарика в установках присоединения проволочных выводов

Рассматривается метод присоединения «шарик – клин» для формирования шарика в современных установках с использованием специального устройства электроискрового разряда. Даны рекомендации выбора полярности электрического разряда при формировании шарика на золотой и медной проволо-ке в установках присоединения выводов методом «шарик – клин». Отрицательная полярность электрода разрядника по отношению к проволоке при формировании шарика методом «шарик – клин» позволяет эффективно дозировать подводимую энергию разряда за счет стабилизации разрядного тока и минимизировать отжиг проволоки. Проведенные расчеты показали, что в случае подачи на электрод высоковольтного импульса положительной полярности передача тепла к проволоке происходит через боковые поверхности выступающего конца проволоки.

Покровская С.В., Кветко О.Ф., Зубова А.В.
Исследование эксплуатационных свойств бутанол-бензиновых композиций

Представлены результаты экспериментальной проверки возможности использования нормального бутилового спирта в качестве кислородсодержащей добавки к товарным бензинам, изучены эксплуатационные свойства топливной композиции: фракционный состав, давление насыщенных паров, фазовая стабильность, антидетонационные свойства. Показано, что наиболее перспективным путем повышения экологической безопасности автотранспорта является его перевод на альтернативные виды топлива в целях сокращения вредных выбросов в окружающую среду двигателя автомобилей до уровня, отвечающего европейским нормам. Увеличение производства топлива с использованием возобновляемых источников будет способствовать повышению уровня энергетической и экологической безопасности Республики Беларусь, уменьшению зависимости национальной экономики от импорта нефти, обеспечению транспорта конкурентоспособным топливом.

Дышкант М.С., Ткачёв С.М.
Изучение влияния основных технологических факторов процесса фтористоводородного алкилирования на выход и качество целевого продукта

Рассматривается процесс алкилирования изобутана олефинами, позволяющий получать высокооктановый экологически чистый компонент автомобильных бензинов, соответствующих требованиям Европейского стандарта EN 228:2008. Показана комбинированная установка алкилирования изобутана олефинами, введенная в эксплуатацию в 2008 году в ОАО «Мозырский НПЗ», – единственная установка на постсоветском пространстве, на которой в качестве катализатора применяется фтористоводородная кислота. Имеющиеся в литературных источниках сведения о данном процессе носят в основном рекламный характер. Поэтому важным моментом для определения оптимального режима ее эксплуатации является сбор и обобщение данных, полученных в процессе работы промышленной установки. В статье приведены результаты анализа работы промышленной установки фтористоводородно-го алкилирования изобутана олефинами. Рассмотрено влияние на выход алкилата и его качество (октановое число по моторному и исследовательскому методу, содержание серы, температура конца кипения) основных технологических факторов (температура проведения процесса, концентрация кислоты, соотношение изобутан/олефины), а также содержания серы в сырье.

Булавка Ю.А.
Анализ производственного травматизма на нефтеперерабатывающем предприятии

Представлены систематизированные данные о частоте, тяжести и причинах производственного травматизма на одном из нефтеперерабатывающих предприятий Республики Беларусь. Проведено ранжирование числа несчастных случаев на производстве по подразделениям, профессиям и видам происшествий, приведших к производственной травме. Определена динамика производственного травматизма и обнаружены закономерности, свойственные стандартным показателям несчастных случаев (коэффициентам частоты и тяжести) как для нефтеперерабатывающего предприятия, так и в целом по республике. Полученные результаты анализа несчастных случаев на производстве могут стать основой для прогнозирования производственного травматизма и ориентиром для реальных действий по его предупреждению, т.е. устранению управляемых причин его возникновения, снижению профессиональных рисков, обеспечивая наивысшую результативность от превентивных мер при наименьших затратах.