WWW.DOC.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные документы
 

Pages:   || 2 |

«Научное партнерство «Аргумент» Балтийский гуманитарный институт Российская ассоциация содействия науке VIII-я Международная научная конференция ...»

-- [ Страница 1 ] --

Научное партнерство «Аргумент»

Балтийский гуманитарный институт

Российская ассоциация содействия наук

е

VIII-я Международная научная конференция

Технологический университет Таджикистана

Казахский Нацинальный медицинский

университет им. С.Д. Асфендиярова

Липецкое региональное отделение

Общероссийской общественной организации

«Российский союз молодых ученых»

Научно-исследовательский центр «Аксиома»

Молодежный парламент Липецкой области

Издательский центр «Гравис»

«АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

СОВРЕМЕННОЙ

ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ»

Российская Федерация, г. Липецк 23 июля 2012 г.

СБОРНИК ДОКЛАДОВ Издательский центр «Гравис»

Липецк, 2012 Научное партнерство «Аргумент»

Балтийский гуманитарный институт Российская ассоциация содействия науке Технологический университет Таджикистана Казахский Нацинальный медицинский университет им. С.Д. Асфендиярова Липецкое региональное отделение Общероссийской общественной организации «Российский союз молодых ученых»

Научно-исследовательский центр «Аксиома»

Молодежный парламент Липецкой области Издательский центр «Гравис»

VIII-я Международная научная конференция

«АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ

ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ»

Россия, г. Липецк, 23 июля 2012 г.

СБОРНИК ДОКЛАДОВ

Ответственный редактор:

А.В. Горбенко Издательский центр «Гравис»

Липецк, 2012 УДК 62 ББК 30 А43

Актуальные вопросы современной техники и технологии [Текст]:

Сборник докладов VIII-й Международной научной конференции (Липецк, 23 июля 2012 г.). / Отв. ред. А.В. Горбенко.

– Липецк:

Издательский центр «Гравис», 2012. – 136 с.

Сборник включает тексты научных докладов участников VIII-й Международной научной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии», состоявшейся 23 июля 2012 г. в г. Липецке (Российская Федерация). В сборнике представлены научные доклады из Белоруссии, Казахстана, Литвы, России, Узбекистана.

Доклады сгруппированы по секциям в соответствии с принятой классификацией направлений в современной науке и технике.

–  –  –

А.А. Абдурахимов, Г.Э. Пардаев, С. Юсупханов, К.П. Серкаев.

Исследование интенсификации процесса непрерывной рафинации хлопкового масла

Р.Р. Акрамова, К.Т. Муминова, К.П. Серкаев. Технология получения обесгоссиполенной хлопковой муки на основе хлопкового шрота

В.А. Алехин. Термопечатающие головки для устройств регистрации информации

В.В. Артюхин, С.А. Тергеусизова. Сдерживающие факторы внедрения технологии Powerline Communications

Р.В. Беляевский. Экономические механизмы управления реактивной мощностью в электрических сетях

О.А. Буймистрова, И.С. Кущева, М.В. Манькова, Е.С. Хухрянская. Автоматизация паркетных работ

В.Г. Дегтярев, Н.В. Коженко. Усовершенствоание метода комплексного обследования зданий и сооружений

А.А. Ержан, З.К. Куралбаев. Активные фильтры с преобразователями сопротивления и их анализ

Е.М. Желтобрюхов, А.В. Неклюдов, М.С. Кузнецов.

Специализированная САПР долбяков

В.А. Зибров, Д.А. Мальцева. Организация акустического канала в распределительных магистральных сетях малого диаметра............ 33 К.С. Иванов, Б.Т. Шингисов, Г.К. Балбаев. Разработка бесступенчато-регулируемой передачи

А.Р. Имангулов, Н.М. Филькин, Р.С. Музафаров. Крутильные колебания в трансмиссии автомобиля

Н.В. Инюшкин, С.А. Ермаков, А.Г. Титов, Зал.Р. Гильванова, И.В. Коробкова, Д.А. Парамонов, К.В. Седунов, Зл.Р. Гильванова. Новая конструкция осадительных электродов электроциклона для снижения вторичного уноса

М.Н. Каракулов, А.С. Мельников. Место механизмов с волновым принципом преобразования движения в приводах арматуры газонефтепроводов

О.А. Кузнецова, В.А. Сушкин. Вопросы оптимального управления динамическим объектом

А.М. Мальтанова, О.Н. Врублевская, Т.Н. Воробьёва.

Электрохимическое осаждение сплава Au–Sn из этиленгликолевого электролита

А.В. Минеев, Я.А. Дудин, Е.Е. Милосердов. Обзор противовыбросового оборудования, используемого в нефтяной и газовой отрасли россии

А.Л. Миронова, С.В. Киселева. Возможности выбора расходомеров для установок измерения и учета расхода сжиженного газа

А.И. Нефедьев. Составной емкостной делитель высокого напряжения

А.А. Овчинников, В.В. Алешин, А.В. Тычинин. Оптимизация обеспечения сырьевыми ресурсами строительного предприятия из нескольких источников

Ю.Ф. Огнев, О.Ш. Бердиев, Ю.П. Денисенко. Новые решения в конструкции и технологии производства БПЛА

В.Г. Осипян. Некоторые свойства наноструктур

Е.В. Павлов. Качество наплавленных покрытий после обработки инструментами из сверхтвердых материалов

Р.Ю. Першиков, О.Г. Дегтярева. Совершенствование механизма прогнозирования сметной стоимости проектов в строительстве

Е.Ю. Раенко, А.Н. Блазнов. Дражирование как эффективный способ предпосевной подготовки семян

В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская. Влияние добавки водорода в СПГ на среднюю скорость распространения фронта пламени в условиях поршневой установки с искровым зажиганием

В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская. Влияние добавки водорода в СПГ поршневой установки на интенсивность протекания процесса сгорания во фронте пламени

В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская. Скорость распространения пламени в двигателе ВАЗ-2111 при добавке водорода в бензовоздушную смесь

А.В. Усов, Н.Н. Воробьева. Исследование влияния газирования мороженого на микрофлору при холодильном хранении................. 109 В.А. Фрилинг, А.В. Морозов, Н.Н. Горев. Исследование качества нанесения антифрикционного покрытия на поверхность отверстия деталей гладких цилиндрических сопряжений................ 111 Т.Н. Хусаинова, А.В. Попова, Ю.В. Титова. Получение нитрида алюминия и композиции на его основе в режиме СВС-Аз............... 115 С.В. Шапиро, Т.А. Калева. Электротехнический комплекс постадийной озонно-ультразвуковой дезинфекции оборотной воды в полиграфии

Раймондас Шнюолис, Агне Стулпинайте, Томас Куницкис.

Исследованиее звукоизолирующих материаллов для ограждающих конструкций жилых зданий

М.Н. Щербакова, А.А.Овчинников, О.А. Сёмин. Комплексное использование местного сырья для производства низкоклинкерного композиционного вяжущего

–  –  –

Рафинация растительных масел является завершающим и самым ответственным этапом переработки масличных семян. Особенно, когда перерабатывают низкосортные семена и получают высококислотные черные масла, процесс усложняется в связи с содержанием в масле измененных форм госсипола и трудногидратируемых фосфатидов. Эти соединения, обладая амфифилностью, удерживают частицы образовавшегося соапстока во взвешенном состоянии. В результате, получается трудноосаждаемый соапсток, имеющий высокую маслоемкость.

Сырое хлопковое масло рафинируют щелочным раствором и в итоге получают светлое нейтрализованное масло и отход- соапсток, который преимущественно состоит из: натриевых мыл жырных кислот, госсиполата натрия, нейтрального жира, фосфатидов, воды и др.

Как видно, соапсток состоит из двух видов компонентов: 1диэлектрики (нейтральное жиры); 2-электронароводники ( натриевые мыла жирных кислот, госсиполат натрия, фосфотиды, вода и др.) В зависимости от технологии щелочной рафинации растительных масел соотношение 1 и 2 компонентов в нейтрализованном масле и соапстока меняется. Причем, доля диэлектриков в соапстоке стремятся максимально уменьшить и наоборот, в нейтрализованном масле - увеличит. Такую же задачу с обратным эффектом ставится и для соапстока.

По действующей технологии контроль за вышеназванными продуктами в основном осуществляется физико-химическими методами, без учёта электрофизических параметров. Это отрицательно влияет на скорость данного процесса и качества получаемых продуктов.

Учитывая это, нами исследовано влияние электромагнитной обработки смеси растительного масла с щелочным раствором на скорость экспозиции (коагуляции) хлопьев соапстока и качества получаемого масла.

При этом, изучено изменение качества, в частности структуры и свойств соапстока, а также цветности нейтрализованного масла.

На практике процесс коагуляции хлопьев соапстока осуществляется вколонных экспозиторах длительное время (5-6часов и более), что снижает производительность линии и увеличивает энерго материальных расходы.

Для устранения этих недостатков, нами на основе результатов лабораторных исследований процесса экспозиции хлопьев соапстока с использованием электромагнитных сил разработан новый аппаратэлектромагнитный экспозитор для интенсивной коагуляции хлопьев соапстока, который состоит из двух секций: первая-зона образования зародышей т.е. центров формирования хлопьев соапстока; втораязона укрупнения хлопьев соапстока. Причем, в обеих зонах поддерживаются режимы, отличающейся между собой в основном электрофизическими параметрами.

Отличительной особенностью в конструкции данного экспозитора является использование электромагнитного излучателя, которий непрерывно омагничивает электропроводящие компоненты смеси и ускоряет их коагуляцию вокруг центров формирования хлопьев соапстока.

Сложный механизм образования хлопьев соапстока длительное время не позволяет оценить роль каждого фактора в отдельности. Результаты экспериментальных исследований данного процесса с использованием ЭМЭ показивают эффективность его применения в производстве.

Так например, после такой обработки длительность образования хлопьев соапстока сокращается в 10-25 раза (в зависимости от качества «чёрного» масла и понижается цветность масла на 5-8 кр.

ед. (относительно обычной щелочной рафинации)). Кроме того, снижается концентрация и избыточный расход щелочного раствора, уплотняется соапсток, который содержит меньше нейтрального жира, чем при обычной рафинации масла.

Таким образом, проведенные исследования показатели, что для интенсификация процесса экспозиции хлопьев соапстока и повышения качества нейтрализованного масла образованную смес растительного масла с щелочным раствором после турбулизатора целесообразно направить в электромагнитный экспозитор (ЭМЭ), где под воздействием магнитных сил значительно интенсифицируется процесс коагуляции (укрупнения) хлопьев соапстока. В итоге значительно повышается технико-экономические показатели рафинационного производства.

–  –  –

Применяемая в масложировой промышленности Республики Узбекистан технология обезвреживания нативного госсипола основана гидротермическом воздействии на хлопковую мятку, при котором образуется так называемый, «связанный» госсипол. Связанный госсипол представляет из себя совокупность его соединений со свободными аминокислотами, белками и фосфатидами. Связанный госсипол менее токсичен, чем свободный. В результате получают кормовой хлопковый шрот с содержанием свободного госсипола не более 0,02 %, который в основном используют в животноводстве. В птицеводстве обычный хлопковый шрот применять не рекомендуется, т.к. происходит госсиполовое отравление.

Для птицеводства нужен низкогоссипольный шрот, в котором должно содержаться не более 0,01 % свободного госсипола и клетчатки не более 10%. В настоящее время масложировые предприятия начали серийный выпуск низкогоссипольного шрота с содержанием протеина не менее 46% и госсипола не более 0,01%. Однако, вопрос снижения содержания клетчатки остается открытим, т.к. масложировые предприятия, из-за недостатков технологии комплексной переработки семян хлопчатника, выпускают шрот с содержанием клетчатки до 30%. В результате дефицит протеина в рационах птиц частично устраняется путем нерационального использования дорогостоящих зерновых культур, в которых содержание белка в 3 раза ниже, чем в хлопковом шроте.

Таким образом, решение вопроса снижения клетчатки и получения высокобелковой хлопковой муки и шелухи улучшенным белковым составом в условиях масложировых предприятий является актуальным и экономически целесообразным мероприятием.

Масложировая промышленность Республики Узбекистан на данный момент состоит из 23-х крупных масложировых заводов, которые вырабатывают около 800 тыс.т хлопкового шрота, 250 тыс т.

из которого выпускается низкогоссипольным. Это дает возможность значительного улучшения кормовой базы, в том числе для птицеводства.Низкогоссипольный шрот вырабатывается на основе патентованного способа [1].

Сущность технологии заключается в том, что в едином комплексе решена задача, при которой максимальное обезвреживание свободного госсипола, снижение цветности и кислотности извлекаемых прессовых и экстракционных масел осуществляется как за счет воздействия карбамида, так и силиката натрия и каустической соды, входящих в состав многокомпонентного раствора, которым увлажняется мятка перед жарением.

По разработанной технологии измельченную мятку перед жарением обрабатывают силикатно-карбамидным раствором в количестве до 2% от массы мятки. В составе раствора содержится до 10% карбамида, 1,0-2,0% силиката натрия и 0,2% каустической соды.

Вследствие такой обработки, за счет комплексного воздействия раствора в ходе жарения материала в жаровнях снижается содержание свободного госсипола в мезге за счет связывания с вышеуказанными реагентами и в конечном итоге получается легкорафинируемое хлопковое масло и шрот с низким содержанием свободного госсипола (менее 0,01%).

Внедрение технологии с одной стороны - привело к улучшению качественных показателей выпускаемого шрота, повышению эффективности в животноводстве и птицеводстве, т.к. новый продукт используется как заменитель соевого шрота.

Однако, как показало практика, не смотря на свои преимущества, технология получения низкогоссипольного шрота не сможет решать проблемы кормления птиц, т.к. вследствие недостатков применяемой техники и технологических узлов содержание клетчатки в шроте намного больше, чем допустимо для скармливания птиц.

Ранее проведенными исследованиями ученых определено исчезновение свободного госсипола до следов при биоконверсии обычного хлопкового шрота с помощью полезных микробов как пекарские дрожжи или молочнокислые бактерии. Как известно, микробный синтез обеспечивает увеличение содержания белков в продукте, в том числе растворимой их фракции, проводя в легкоусвояемую форму. Микробы в процессе культивации разрушают структуру госсипола, синтезируют белки, витамины и создают благоприятную ферментативную систему в среде.

Исходя из вышеуказанных, нами разработан метод биологической переработки хлопкового шрота, который предусматривает получение в конце процесса биопродукт с влажностью до 12%.

В хлопковом биопродукте, полученном из тостированного шрота содержится до 15% больше белков, растворимая фракция которого увеличивается от 55 до 70%. Содержание свободного госсипола уменьшается от 0,02 до 0,003% при обработки тостированного и до следов при обработки низкогоссипольного шрота. Помимо этого, вследствие предотвращения высоких температур, биопродукт содержит активную ферментативную систему, созданную при культивации микроорганизмов. Применение такого корма в рационе животных и птиц улучшает их иммунитет, предотвращает развитие патогенных микроорганизмов, создавая в пищеварительном тракте благоприятную среду.

–  –  –

1. Патент РУз №IAP 03125. Технологии получения легкорафинируемого хлопкового масла и низкогоссипольного шрота. /Ильясов А.Т., Салихов Ш.И., Серкаев К.П., Шарипов Н.Ш.

–  –  –

Термопечатающие головки (ТПГ) являются электронными устройствами, выполненными на основе высоких технологий, и выпускаются ограниченным числом зарубежных фирм. Наиболее широкий ассортимент высококачественных ТПГ выпускают KYOCERACorporation (http://global.kyocera.com/) и ROHMCo. (http://www.rohm.com/), Ltd (Япония). Производителями ТПГ являются Toshiba (Япония) (http://www.hucoto.co.jp/), TDKCorporationofAmerica (США) (http://www.tdk.com/), Gulton (США) (http://www.gulton.com/), SHEC ShandongHualingElectronicsCo., Ltd (http://www.hec-itochu.com/) (совместное предприятие Китая и Японии). Причем китайское предприятие внедряет производственные технологии от MitsubishiElectricCorporation (Япония). В России Государственный завод «Пульсар» (Москва) и ОАО «Восход» - КРЛЗ (Калуга) производят только ТПГ с узкой печатью для кассовых принтеров и простых принтеров этикеток. Для проектирования высококачественных термопринтеров (ТП) российским разработчикам придется выбирать импортные ТПГ японских или китайских производителей. Такой опыт разработки полутоновых видеопринтеров с использованием ТПГ японских компаний ROHMCo., Ltd и KYOCERACorporation имеется у автора статьи [1,2,3]

В развитие классификации, сделанной в [1], мы будем классифицировать ТПГ по совокупности признаков следующим образом:

По способу печати:

А1-линейные ТПГ, в которых термопечать производится построчно линейкой нагревательных элементов (НЭ); А2 - последовательные ТПГ с малым количеством НЭ и последовательной печатью символов в строке (в настоящее время применяются мало).

По способу управления:

Б1-стандартные ТПГ с одним или несколькими одноразрядными входами данных;

Б2-интеллектуальные ТПГ (Intelligent) с одним или несколькими одноразрядными входами данных, содержащие специальные интегральные схемы контроля “предыстории” печати и многоуровнего управления энергией нагрева каждого НЭ для качественной печати на больших скоростях.

Б3- полутоновые ТПГ со многими входами данных для видеопринтеров и цветных принтеров.

По конструкции нагревательных элементов:

В1-толстопленочные ТПГ; В2-тонкопленочные ТПГ; В3-с плоской глазурью; В4- с частичной глазурью; В5 – тонкой глазурью; В6 – с двойной частичной глазурью; В7 – с качественной глазурью; В8 – с высококачественной глазурью; В9 – с полной глазурью; В10 – плоские; В11-с угловым расположением НЭ для печати на плоскости (угловой край); В12- с торцевым расположением НЭ для печати на плоскости (прямой край).

По скорости печати:

Г1 - для медленной печати (25-50 мм/с); Г2 - для средней скорости печати (50-100мм/с); Г3 - для высокой скорости печати (100мм/с).

По напряжению питания нагревательных элементов:

Д1 – на высокое напряжение (24В); Д2- на среднее напряжение (12В); Д3 – низковольтные (3-4В).

По применению:

Е1 - для малых термопечатающих модулей (ТПМ) штрих-кодов, чеков, билетов в торговле, библиотеках, больницах, офисах; Е2 – для портативных батарейных принтеров торговых пунктов (Pointofsale (POS) – терминалов) и штрих-кодовых систем; Е3 – для факсимильных аппаратов; Е4– последовательные ТПГ для печатающих машинок; Е5 – скоростные ТПГ для печати штрих-кодов и маркировки продукции; Е6 – высококачественные ТПГ для полутоновой и цветной печати цифровых фотографий; Е7 – ТПГ с торцевым и угловым расположением нагревательных элементов для печати на твердых пластиковых материалах (банковские карточки, удостоверения личности); Е8 – для цифровых копировальных аппаратов и графических плоттеров с термопечатью; Е9 – для принтеров игровых и торговых автоматов.

Типовая конструкция линейных ТПГ (А1) показана на рис. 1.

ТПГ имеет алюминиевую пластину теплоотвода, керамическую подложку, слой глазури (у качественных ТПГ), линию нагревательных элементов (НЭ), печатную плату с интегральными схемами (ИС) управления, разъем, крышку, которая защищает ИС и печатную плату от повреждений. Прижимной вал термопечатающего модуля диаметром d прижимает термочувствительный материал к линии резисторов и перемещает его.

В настоящее время для разных применений используют три основные технологии термопечати: 1) прямую термопечать (ПТ) на термочувствительную бумагу (ТБ) (DirectPrinting) (Е1, Е2, Е3, Е4, Е5, Е8, Е9); 2) термоперенос расплавленного красителя (ТПРК) на основе воска с красящей ленты на приемную бумагу (Wax Thermal Transfer) (Е2, Е5, Е7, Е8, Е9); 3) термоперенос сублимационного красителя (ТПСК) с донорской красящей ленты на акцепторную приемную бумагу (SublimationDyeThermalTransferPrinting) (Е6, Е7). В монохромных ТП с термопереносом применяют монохромный черный плавкий или сублимационный краситель. В цветных ТП применяют трехцветную или четырехцветную пленку с плавким или сублимационным красителем.

Рис. 1. Конструкция термопечатающей головки Рис. 2. Конструкция нагревательных элементов По конструкции нагревательных элементов ТПГ делятся на два класса: толстопленочные ТПГ (В1) и тонкопленочные ТПГ (В2). В толстопленочных ТПГ (рис. 2а) общий алюминевый электрод и управляющие электроды, подключенный к интегральным схемам драйверов, образуют встречно-штыревую структуру. Шаг электродов Dp (dotpitch). Нагревателем служит толстопленочный резистор, нанесенный поперек электродов вдоль всей линии нагревательных элементов. На общий электрод подается напряжение питания нагревателей VH. Драйверы подключают управляющие электроды к «земле». При этом два участка нагревателя формируют точку печати.

В тонкопленочной ТПГ (рис. 2б) нагревателем служит тонкопленочный резистор, на который нанесены общий электрод и управляющие электроды, подключенные к драйверам. Точка печати формируется одним нагревательным элементом. На рис. 2в показана новая конструкция U-электродов фирмы Toshiba, в которой точка печатается двумя НЭ. Стрелками показано направление токов.

Для повышения качества и скорости термопечати и снижения энергетических затрат необходимо обеспечивать наилучший контакт НЭ с термочувствительным материалом. Это достигается совершенствованием технологии изготовления глазури и НЭ (применение ультра-вакуумного оборудования для ионного распыления, физического и химического осаждения тонких пленок из паровой фазы) и новых конструкций ТПГ.

Обычные ТПГ с плоской глазурью (flatglaze), класс В3 (рис. 3а) могут работать с гибкими материалами (термобумагой и красящими лентами), имеют конструктивные ограничения диаметра ведущего вала (как правило, не более 20 мм). Керамическая подложка покрыта плоским слоем глазури, на которой размещены электроды и резистивные нагревательные элементы, покрытые сверху защитным покрытием. Электроды подключены к общей шине и к драйверам.

Энергетические характеристики таких ТПГ невысокие и определяются мощностью печати одной точки Po (Вт/точка) при заданных цикле печати Тц, длительности импульса печати Тимп и оптической плотности отпечатка D (как правило, D=1). Энергия печати точки Eo=PoTц составляет для ТПГ с плоской глазурью 0,2 мДж/точка.

Улучшение характеристик было достигнуто в ТПГ с частичной глазурью (partialglaze), класс В4 (рис. 3б). Такая ТПГ была запатентована в 1990 году. В классе В4 глазурь 2 выполнена в виде бугорка и частично покрывает керамическую пластину. Выпуклый бугорок, на котором расположены нагревательные элементы, имеет лучший контакт с термочувствительным материалом и обеспечивает хорошие энергетические характеристики и высокое качество печати.

–  –  –

Рис. 3. Варианты конструкции нагревательных элементов К 1999 году появились новые классы ТПГ. Класс В5 с тонкой глазурью (рис. 3в) имеет меньший объем глазури по сравнению с классом В4. Это обеспечивает более эффективный отвод тепла в подложку и сохраняет меньше тепла к моменту печати следующей линии. Тонкая глазурь увеличивает пределы скорости печати до значений, при которых уже требуется контроль истории печати. ТПГ класса В5 используют для повышения скорости печати штрих-кодов и этикеток. Класс В6 с двойной частичной глазурью (рис. 3г) имеет дополнительную выпуклость непосредственно на линии НЭ, что обеспечивает дополнительное парциальное давление на термочувствительный материал и повышает эффективность теплопередачи.

Такие ТПГ применяют для черно-белой печати в батарейных термопринтерах. Класс В7 с качественной глазурью (другой название – с «острой глазурью») имеет узкую кромку глазури на более широком основании (рис.3д). Кромка имеет такой малый радиус кривизны, что соседние электроды не касаются материала, а ведущий вал давит на поверхность НЭ. В результате достигается более высокое давление, лучшая теплопередача в материал и более четкая печать точек.

Кромка должна быть чрезвычайно прямой, так чтобы все НЭ находились на ее вершине на одной и той же высоте вдоль всей ТПГ. Качественная глазурь относительно высока и замедляет отвод тепла через керамическую пластину. ТПГ класса В7 применяют для печати цветных цифровых фотографий и полутоновых изображений.

К настоящему времени добавились еще два класса конструкций глазури. В классе В8 – высококачественная глазурь (superfineglaze) (рис. 3е) линия НЭ формируется на вершине выпуклой части слоя глазури, который покрывает всю поверхность керамической пластины. Точная выпуклая форма глазури и большая гибкость при выборе ее толщины позволяет ТПГ класса В8 перекрыть широкий диапазон требований по скорости печати, высокому качеству и тепловой эффективности.

Класс В9 –полная глазурь (fullglaze) (рис. 3ж) является усовершенствованной конструкцией, в которой глазурь покрывает всю поверхность керамической пластины как в ТПГ с плоской глазурью класса В3. При этом обеспечивается широкий выбор толщины глазури для оптимального управления теплотой, чтобы создать лучшее качество отпечатка при любых требованиях скорости печати.

Плоские ТПГ класса В10 (рис. 1) используют для печати на гибких материалах (термобумага). При этом ограничения на диаметр прижимного вала (не более 12 - 20 мм) обусловлены возможным касанием крышки ТПГ.

Для печати на плоских твердых материалах (пластиковые карты, акцепторные приемные листы для цветной печати) разработаны ТПГ с угловым (Corner edgetype) (класс В11) (рис. 4а) и торцевым (Trueedgetype) (класс В12) (рис. 4б) расположением НЭ. Диаметр ведущего вала может составлять 50 мм.

Рис. 4. Конструкции ТПГ с угловым (а) и торцевым (б) расположением нагревательных элементов Для портативных термопринтеров выпускаются низковольтные ТПГ класса Е1 без теплоотвода. Керамическая пластина устанавливается непосредственно на держатель ТПМ. Ведущий вал в таких ТПМ не превышает 10 мм.

Ведущие производители ТПГ успешно решили задачи повышения качества и скорости печати, надежности и энергетической эффективности ТПГ. KYOCERACorporation производит преимущественно тонкопленочные ТПГ. Каждый нагревательный элемент выполнен из чрезвычайно тонкого керамического материала, имеет точную прямоугольную форму, плотный контакт с термочувствительным материалом, изменение температуры к середине слоя очень незначительное. Тонкопленочный нагреватель имеет лучший тепловой отклик по сравнению с толстопленочными нагревателями. Оптимизируя размеры и форму глазури, можно увеличить скорость печати (класс применения Е5). Надежность ТПГ определяется стабильностью сопротивления НЭ, качеством защитного покрытия, снижающего истирание ТПГ. В качестве защитного покрытия используется тонкая пленка алмазоподобного углерода, выдерживающая печать 150 км термочувствительного материала. Количество циклов печати достигает 100 миллионов.

Высококачественные ТПГ для цветной печати цифровых фотографий (класс Е6) имеют строгие ограничения по разбросу сопротивления НЭ, особенно соседних, вызывающих заметную полосатую структуру изображения (не более +/- 1,5%). В тонкопленочных ТПГ применяют специальные технологии компенсации неоднородности сопротивления НЭ и оптической плотности отпечатка.

Toshiba производит высококачественные тонкопленочные ТПГ для печати штрих-кодов, полутоновых и цветных изображений. Разработана новая конструкция U – электродов (рис. 2в), в которой общий электрод разделен на секции по числу драйверов. При этом снижается ток в общем электроде, каждая точка печатается двумя нагревателями, линия НЭ приближается к краю ТПГ. Улучшается равномерность температуры на поверхности НЭ. Такие ТПГ рекомендуются для цветной печати по технологии ТПРК и ТПСК. Для улучшения теплового контакта ТПГ с термочувствительным материалом Toshiba выполняет полировку канавки над нагревательными элементами в ТПГ классов А1Б123В23459.

Рассмотрим схемы управления линейными ТПГ. Стандартная ТПГ класса А1Б1 содержит один или несколько последовательнопараллельных сдвиговых регистров с входами данных, тактовым входом, параллельно-параллельный регистр хранения, буферные усилители со стробами управления, нагревательные резисторы, подключенные к общей шине питания нагревателей. Термистор служит для контроля температуры алюминиевого теплоотвода. Регистры и буферы выполнены на кристаллах интегральных схем (ИС), имеющих не менее 64 выходов. Сигналы стробов включают те буферные усилители, которые соответствуют темным точкам строки. Длительность импульса печати Tимп определяется требуемой энергией печати точки Eo (мДж/точка) и подведенной к НЭ мощностью Po (Вт/точка). Количество стробов зависит от максимального допустимого числа точек, которые можно печатать одновременно, что ограничено максимальным током печати (обычно не более 10А). Так, например, при сопротивлении НЭ равном 1200 Ом, напряжении VH =24В, количестве НЭ равном 1280 одновременное включение всех НЭ требует ток 25,6А.

При скоростной термопечати, когда время цикла печати Тц менее 3 мс, в стандартной ТПГ происходит накапливание тепла и повышение температуры НЭ при печати нескольких черных фрагментов подряд, а также за счет печати смежных фрагментов. Появляются дефекты изображения и снижается контраст краев. Поэтому для повышения качества печати (в частности, штрих-кодов) в скоростных термопринтерах применяют, так называемые, интеллектуальные термопечатающие головки с «контролем истории» (Historycontrol HC). В интеллектуальных ТПГ контроль истории может выполняться внутренними интегральными схемами контроля (ControlIC) или во внешнем процессоре, управляющем печать. Температура печати стабилизируется.

За последнее десятилетие термопринтеры заняли лидирующие позиции в торговом и кассовом оборудовании, штрих-кодировании, печати билетов, банковских карт, удостоверений. Широкое распространение находят полутоновые и цветные фотопринтеры. В настоящее время достигнуты следующие параметры: плотность печати 24 точки/мм, скорость печати 600 мм/с, минимальное напряжение питания нагревателей 3В, стойкость к истиранию 150 км термобумаги, количество циклов печати 100 млн.

Развитие отечественного приборостроения несомненно потребует применения высококачественных импортных комплектующих.

Мы надеемся, что эта статья поможет разработчикам создать новые приборы, соответствующие мировому уровню развития техники.

–  –  –

1. Алехин В.А. Термопечатающие головки для устройств регистрации информации// Приборы и системы управления. 1999. №6. С.

55-59.

2. Алехин В.А., Парамонов В.Д. Термографические видеопринтеры// Приборы и системы управления. 1991. №8. С. 30-33.

3. Алехин В.А., Кузнецов В.В., Парамонов В.Д. Полутоновой термографический видеопринтер// Приборы и системы управления.

1992. №8. С. 38-39.

4. Алехин В.А., Кузнецов В.В., Парамонов В.Д.Устройство регистрации статических телевизионных изображений. Патент РФ N2054818,20.02.96. Опубл. БИ N 5,1996 Связь с автором: alekhin@mirea.ru

–  –  –

Технология PLC (Power Line Communications - коммуникации по силовым линиям), также называемая PLT (Power Line Telecoms), является проводной технологией, направленной на использование кабельной инфраструктуры силовых электросетей для организации высокоскоростной передачи данных и голоса. В зависимости от скорости передачи делится на широкополосную (ВPL) со скоростью более 1 Мбит/с и узкополосную (NPL).

Сеть может передавать голос и данные, накладывая аналоговый сигнал поверх стандартного переменного тока частотой 50 Гц или 60 Гц. PLC включает BPL (англ. Broadband over Power Lines — широкополосная передача через линии электропередачи), обеспечивающий передачу данных со скоростью более 1 Мбит/с, и NPL (англ. Narrowband over Power Lines — узкополосная передача через линии электропередачи) со значительно меньшими скоростями передачи данных.

Электропроводка — совсем не простая среда для передачи данных, поскольку ее качественные показатели подвержены флуктуациям. Впрочем, за последние годы производителям оборудования удалось найти способы преодоления большинства барьеров на пути передачи цифровых данных по бытовой электросети.

Одна из основных проблем связана с большим затуханием сигналов на определенных частотах, что ведет к потере данных. Чтобы избежать этого, применяемый метод предусматривает динамическое включение и выключение передачи сигнала (dynamically turning off and on data-carrying signals). Устройство PLC осуществляет постоянный мониторинг канала передачи с целью выявления проблемного участка спектра, на котором превышен порог затухания. При его обнаружении использование соответствующих частот прекращается до восстановления нормального значения затухания. Так удается обеспечить электромагнитную совместимость и избежать взаимного влияния между основными источниками сигнала.

Решение проблемы помехоустойчивости стало возможным с появлением цифровых сигнальных процессоров DSP, позволивших, в частности, реализовать метод мультиплексирования с ортогональным разделением частот (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM). Он взят на вооружение практически всеми производителями PLC. Суть его в том, что основной сигнал разбивается на несколько составляющих, каждая передается на собственной частоте с компенсацией помех. На выходе из этих составляющих формируется суммарный результирующий сигнал. В бытовой электросети большое влияние на передачу сигнала оказывают краткосрочные импульсные помехи (до 1 мкс), источниками которых могут служить пусковые токи мощных бытовых электроприборов с электрическими двигателями (лампы дневного света, микроволновые печи, электродрели, компрессоры холодильников). Достоинство технологии PLC заключается в том, что при разрыве соединения вследствие помех его можно быстро восстановить. Впрочем, сеть PLC и сама может влиять на работу бытовых устройств (радиоприемников и телевизоров), однако лишь в том случае, если они располагаются на расстоянии менее 30—40 см от электропроводки. В нашей стране внедрению технологии PLC препятствует и использование алюминия в качестве материала проводящей среды, а также неоднородность среды передачи (например, скрутка «алюминий-медь»). Алюминий обладает худшей по сравнению с медью электропроводностью в результате затухание сигнала довольно велико. В последние годы PLC развивалась весьма успешно. Технология интенсивно совершенствуется, поэтому уязвимых мест становится все меньше. Если в спецификации HomePlug 1.0 базовая скорость передачи данных по бытовой электропроводке внутри помещений составляла 14 Мбит/с, то сегодня оборудование PLC способно обеспечить скорость подключения здания к Internet до 200 Мбит/с, при этом сфера его применения не ограничивается рамками внутреннего использования. Основываясь на опыте развертывания сетей PLC в нескольких российских городах, специалисты компании «ЭлектроКом» указывают, что скорость доступа у абонента сильно варьируется в зависимости от структуры и качества электропроводки в доме и квартире.

Отечественные линии электропередачи отличаются высоким уровнем шумов, быстрым затуханием высокочастотного сигнала, с помощью которого осуществляется передача данных, а также изменениями ее параметров во времени. Развертыванию сетей PLC зачастую препятствует физический износ электропроводящей среды в эксплуатируемых зданиях: на искрящей проводке непросто добиться приемлемых скоростей. Как отмечает Михаил Айзман, вицепрезидент «Электро-Ком», индивидуальная скорость подключения абонента по сети PLC иногда не превышает 100 Кбит/с, а причиной тому могут стать плохие контакты, оголенные провода, незатянутые винты — все это вносит дополнительные помехи для сигнала PLC.

Поэтому до запуска сети PLC в коммерческую эксплуатацию желательно протестировать ее в реальных условиях.

–  –  –

Реактивная мощность, наряду с напряжением и частотой, является одним из основных параметров энергосистемы.Она служит для создания переменных магнитных полей в индуктивных приемниках электроэнергии, непрерывно циркулируя между источником и потребляющими ее электроприемниками. При этом реактивная мощность оказывает существенное влияние на режим напряжения в энергосистеме.При нарушении баланса реактивной мощности, когдавырабатываемая реактивная мощность становится больше потребляемой, напряжение в узлах сети возрастает,а при дефиците реактивной мощности – снижается, следствием чего может быть нарушение устойчивости нагрузки. Кроме того, передача реактивной мощности по сети приводитк увеличению потерь электроэнергии, снижению ее качества, уменьшению пропускной способности линий электропередачи и трансформаторов и т. д.

Поэтому актуальной задачей является рациональное управление реактивной мощностью в электрических сетях. Для этого используются компенсирующие устройства – технические средства, устанавливаемые в определенных узлах сети и осуществляющие регулирование вырабатываемой (потребляемой) реактивной мощности в зависимости от требований нагрузки. Однако сегодня, в условиях рыночных отношений, очевидно, что помимо технических средств, важную роль в процессе рационального управления реактивной мощностьюдолжны играть также экономические механизмы.

В настоящее время данные механизмы, включающие в себя, прежде всего, взаимоотношения энергоснабжающих организаций и потребителей электроэнергии в части потребленияи генерации реактивной мощности,определены действующей нормативной документацией. Так, в соответствии с [1] потребители электроэнергии должны соблюдать соотношения потребления активной и реактивной мощности (tg), определенные в договоре энергоснабжения. В случае несоблюдения указанных соотношений потребитель должен установить компенсирующие устройства либо оплачивать услуги по передаче электрической энергии с учетом повышающего коэффициента к тарифу. В случае участия потребителя по соглашению с сетевой организацией в регулировании реактивной мощности к стоимости услуг по передаче электрической энергии применяется понижающий коэффициент.

Вместе с тем, анализ существующих на сегодняшний день в РФ экономических механизмов управления реактивной мощностью показал, что данные механизмы нуждаются в серьезном совершенствовании [2]. В частности, это связано с тем, что установленные значения tg и повышающие (понижающие) коэффициенты к тарифам на электроэнергию не являются результатом строгого расчета затрат энергоснабжающих организаций и потребителей электроэнергии на передачу реактивной мощности, хотя эти затраты принимались во внимание при определении численных значений коэффициентов [3].

Очевидно, что при значениях коэффициентов, не окупающих затраты на компенсирующие устройства, плата за реактивную мощность превращается в дополнительную прибыль в пользу энергоснабжающих организаций, т. к. потребителям выгоднее платить за реактивную мощность, чем устанавливать компенсирующие устройства. Кроме того, в нормативных документах не установлены количественные критерии существенности влияния потребителей на режим работы энергосистемы и необходимости установки компенсирующих устройств. Не определены и экономические механизмы действий потребителей в часы малых нагрузок электрической сети, поскольку в этом случае потребителям также целесообразнее потреблять реактивную мощность из сети энергоснабжающей организации, чем устанавливать компенсирующие устройства.

Задача же заключается в том, чтобы компенсирующие устройства были установлены, и при этом поддерживался оптимальный режим работы электрической сети, а потребитель не платил за избыточное потребление реактивной мощности. Достичь этого можно только путем модернизации существующей нормативно-правовой базы, которая должна осуществляться в соответствии с рыночными принципами и учитывать взаимные интересы энергоснабжающих организаций и потребителей электроэнергии. При этом обязательства сторон в части потребления и генерации реактивной мощности должны быть строго определены в договорах энергоснабжения. Совершенствование экономических механизмовуправления реактивной мощностью позволит определить экономически целесообразные значения и технические пределы ее потребления и генерации и будет способствовать повышению энергоэффективности электросетевого комплекса.

Литература

1. Правила недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг: утв. Постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 № 861 (в ред. Постановления Правительства РФ от 21.03.2007 № 168).

2. Ефременко В.М., Беляевский Р.В. О совершенствовании механизмов взаимоотношений энергоснабжающих организаций и потребителей в области компенсации реактивной мощности / Вестн.

Кузбасского гос. тех. унив. – 2012. – № 2. – С. 59-62.

3. Железко Ю.С. Новые нормативные документы, определяющие взаимоотношения сетевых организаций и покупателей электроэнергии в части условий потребления реактивной мощности / Промышленная энергетика. – 2008. – № 8. – С. 2-6.

Связь с автором: belaevsky@mail.ru

–  –  –

Паркетные полы являются традиционным способом художественной отделки пола в помещениях, такая отделка подходит к любому интерьеру, и ее можно комбинировать с другими материалами.

В период 2008-2011 гг. наблюдается изменение в структуре потребления паркета по типам продукции: сокращается доля штучного паркета и увеличивается доля паркетной доски (в основном импортного производства). В настоящее время на долю штучного паркета отечественного производства приходится более 37% рынка [1].

Крупнейшими компаниями-дистрибьютерами, занимающимися паркетом на российском рынке являются «Паркет Холл», «Дом Паркета», «Мир паркета» и «Паркет дизайн». Кроме продажи «Паркет Холл»

занимается изготовлением художественного паркета, а «Паркет дизайн»

имеет собственные производственные мощности.

Все фирмы, так или иначе занимающиеся сознанием паркетного напольного покрытия можно условно разделить на две категории. Первые имеют обширную базу осуществленных проектов, из которых заказчик выбирает типовое решение с небольшими изменениями, и они ориентированы на выпуск и настил дорогого штучного и наборного паркета.

Вторые ориентируются на среднего покупателя и применяют так называемую модульную сборку пола, когда паркет выпускается в виде готовых прямоугольных (квадратных) блоков раппортов укладки. Конструкция модульных элементов позволяет «вживлять» их в орнамент штучного паркета, сочетать художественные элементы со стандартными укладками и облегчать проектирование пола изотетичных помещений. В обоих случаях всякое изменение типового варианта влечет к дополнительным затратам.

Укладка штучного паркета является трудоемким процессом, требующим высокой квалификации персонала, поэтому целесообразно использовать автоматизированную систему проектирования (САПР) паркетных работ «Мозаика», которая позволяет объединить и согласовать существующие разрозненные системы российских и зарубежных стандартов на паркетную продукцию [2].

В России сегодня по действующему ГОСТу 862.1-85 «Паркет штучный. Технические условия» паркетные планки подразделяются на две марки: «А» (высшая категория) и «Б». Стандарт Германии (DIN 280,

Teil 1) предусматривает три группы качества (от высшего к низшему):

Natur (N), Gestreift (G) и Rustical (R). В частности Natur предполагает отсутствие заболони, резких изменений окраски и нерегулярности структуры. Допускаются одиночные здоровые сучки: темные диаметром до 1 мм и светлые – до 8 мм. Стандарт Австрии (D3000, Teil 2) вводит дополнительно более высокую категорию Exwisit (E) – улучшенное качество.

Такое многообразие критериев создает проблему согласования качествапаркетных ресурсов, поставляемых из разных регионов. Использование динамической базы данных, включающей следующие библиотеки:

элементов, материалов и укладок, - дает возможность не только сохранить полученное художественное решение, но и осуществить на этапе проектирования контроль соответствия стандартам.

Подсистема САПР формирования укладки состоит в равномерном заполнении проектируемого объема однородными фрагментами (раппортами) и содержит некоторый набор типовых задач с возможностью модифицирования любого элемента под требующиеся исходные величины:

– генерация окна видимости, соответствующего конфигурации проектируемого помещения [3];

– выбор орнамента напольного покрытия;

– выбор технологии укладки;

– выбор и расчет количества необходимого материала.

Решение данных задач предполагает ресурсные затраты на рассмотрение всех допустимых вариантов, большинство из которых далее не используется. Для упрощения этих этапов в автоматизированной системе проектирования паркетных работ используется подсистема геометрического моделирования, дающая визуализацию общего художественного решения с расчетом оптимального объема расходуемого материала. Входными параметрами являются: тип, конфигурация помещения; размеры паркетной клепки; угол наклона рисунка и наличие/отсутствие фриза.

Система поддержки принятия решений предназначена для оценки возможных вариантов и поиска стратегии оптимального управления, и позволяет рассмотреть возможные способы укладки с визуализацией по каждому предлагаемому методу и произвести выбор наилучшего решения.

Определение количества расходуемого материала особенно важно при нетрадиционном подходе к оформлению интерьера т.к. известные в настоящее время методы укладки (шахматный, «плавающий») целесообразно использовать лишь для типовых укладок на изотетичных площадях. Стандартно данная величина определяется согласно общей методике, учитывающей размер проектируемого помещения и коэффициент запаса материала kz, который зависит от типа укладки.

Различают укладки:

– без изменения стандартных параметров плашки (kz =5%);

– требующие нарезки клепок под прямым углом (kz = 20%);

– использующие сочленение паркетных планок под углом, отличным от прямого (kz = 40%).

Применение САПР для минимизации отходов (количества материала) позволяет расположить паркетный рисунок, чтобы обеспечить минимум обрезки ламелей, а также применить части нецелых планок в дальнейшем комплексе работ по настилу пола.

Наглядность получаемых результатов позволяет оценить все достоинства выбранной укладки, исходя из общего стиля интерьера проектируемого помещения, и дает возможность составить оптимальный план раскладки паркетных планок. При этом учитывается: неизотетичность помещений; сложность мозаичных и орнаментальных рисунков из нескольких типов базовых деталей различной текстуры; расположение оконных и дверных проемов, батарей отопления; треугольные пространства, которые образуются в пристенных и прифризовых рядах и т.д.

Критериями оптимизации являются: минимизации отходов, максимизация целых плашек, эргономические показатели. Расчет требуемого материала в этом случае будет получаться наиболее точным.

Для апробации алгоритма были рассмотрены несколько стандартных вариантов простой укладки паркета: палубный, елка, вьетнамка, – при разной величине помещения. При этом рассчитанный объем требуемого материала оказался меньше на 1,5 7,2% от традиционно рассчитываемого, верхняя граница относится к большей разнице длины и ширины помещения.

–  –  –

1. Маркетинговое исследование. Рынок паркета. Февраль 2011 ресурс]. Режим доступа.

[Электронный / – URL:http://www.indexbox.ru/sale_reports/?research_id=274

2. Хухрянская, Е.С. Математическое обеспечение САПР паркетных работ [Текст] / Е.С. Хухрянская, И.С. Кущева // Информационные и управляющие системы в пищевой и химической промышленности: матер. междунар. науч.-практ. конф. / Воронеж.гос. технол. акад. – Воронеж: ВГТА, 2009. – С. 209-212.

3. Хухрянская, Е.С. Унифицированное описание модели входного объекта для САПР паркетных работ [Текст] / Е.С. Хухрянская, В.Н. Харин, И.С. Кущева // Системы управления и информационные технологии. – 2006. – №3 – с.92 – 96.

Связь с автором: oksana_buymistrova@mail.ru

–  –  –

В настоящее время в нашей стране большая часть жилых зданий и производственных сооружений имеет значительный моральный и физический износ. К ним можно отнести жилые дома, построенные не только в 50 - 70-е года, но и сравнительно недавние постройки, которые, в силу конструктивно-технологических особенностей возведения, технологических процессов, эксплуатируются в неблагоприятных условиях и подвержены воздействию агрессивных сред, которые и вызывают различные повреждения основных конструктивных элементов.

К решению данного вопроса в настоящее время разработано большое количество государственных стандартов, инструкций и рекомендаций по обследованию зданий и сооружений. Однако практически отсутствуют работы, охватывающие весь комплекс вопросов, связанных с обследованиями, как отдельных конструкций, так и зданий в целом. Литература по современным методам обследований зданий крайне ограничена, а описанные в ней алгоритмы, если рассматривать их по отдельности, нельзя сказать, что они правильные, что соответственно приводит к ошибкам.Алгоритм считается правильным, если он отвечает требованиям задачи (например, даёт физически правдоподобный результат) и не правильным, если содержит ошибки, если для некоторых исходных данных он даёт неправильные результаты, сбои, отказы или не даёт никаких результатов вообще.

В результате проведенного анализа существующих методик нами был разработан алгоритм (см. рис.1) комплексного обследования зданий, включающий все необходимые стадии. Комплексное обследование несущих конструкций и всего здания или сооружения в целом имеет главную цель — определить действительное техническое состояние конструкций, их способность воспринимать действующие в данный период расчетные нагрузки и обеспечивать нормальную эксплуатацию здания, спрогнозировать дальнейшее поведение конструктива здания или сооружения по средствам построения математической модели основанной на результатах комплексного обследования (с применением приборов неразрушающего контроля) и методе конечных элементов.

Предлагаемый нами алгоритм предполагает существование начальных (входящих) данных и в результате работы приводит к получению определенного результата.

Работа алгоритма происходит путем выполнения последовательности некоторых элементарных действий. Эти действия называют шагами, а процесс их выполнения называют алгоритмическим процессом. Начальными данными в нашем алгоритме служит «Ознакомление с документацией объекта» что подразумевает под собой сбор и анализ проектной и не только документации по интересуемому объекту и составление плана работ по обследованию. Следующий шаг «Визуальное обследование»

включающее полный осмотр объекта на предмет обнаружения видимых дефектов с применением фотофиксации и приборов, не требующих специальных знаний. Далее следует произвести анализ полученных данных в результате данного вида обследования, что так же является отдельным шагом (стадией) в данном алгоритме. Стадия «Инструментального обследования» подразумевает под собой выявление дефектов, их качества и количества по средствам приборов требующих специальных знаний. По окончании данной стадии следует другая – «Анализ полученных данных». Стадия «Работы индивидуального характера» - не всегда присутствует в алгоритме, все зависит от специфики объекта и места его расположения (например: мероприятия по укреплению склона на котором располагается объект).

–  –  –

Рис. 1. Алгоритм комплексного обследования При помощи приборов неразрушающего контроля и сопровождающих их программных продуктов получаем данные «Е» (модуль упругости) и «р» (плотность бетона), а при помощи тахеометра – «l»

(один из видов деформации),через стадию «Обработка полученных данных в программных продуктах». Эти данные вводятся в следующем шаге «Математическое моделирование», который включает в себя разработку и расчет математической модели обследуемого объекта по результатам полученных данных в натуре.

После обработки данных, наступает стадия «Прогнозирования»в которой объединяются все полученные данные в результате построения и расчета математической модели, а также данные не участвующие в построении модели, но имеющие не мало важную значимость для оценки общего состояния конструктива. Далее следует стадия «Анализ полученных данных» для всей полученной информации по стадии «Методы неразрушающего контроля».

Параллельно стадии «Математического моделирования» проходит стадия обработки данных энергоэффективности (в соответствующих программных продуктах), полученных с приборов неразрушающего контроля также не участвующих в построении математической модели, но несущих в себе информативность другого не мало важного характера. Данная стадия также не всегда применима, исходя из востребованности на сегодняшний день в основном в характеристиках несущей способности и деформативности зданий и сооружений.

В конечном итоге все результаты полученные нами по четырем стадиям «Анализ полученных данных» комплексно рассматриваются в следующем шаге «Комплексный анализ результатов», в котором прослеживается влияние друг на друга полученных результатов, состояние конструктива объекта как по отдельности, так и в целом, а также даются рекомендации по усилению, сносу, реконструкции, капитальному ремонту объекта и т.п.

Разработанный нами алгоритм позволяет получить наиболее полную и точную информацию о фактическом состоянии обследуемого объекта по сравнению с традиционными методами обследования. Также еще одно преимущество данного алгоритма заключается в том, что он позволяет прогнозировать дальнейшее поведение конструктива здания, как до его реконструкции, так и после на основе математического моделирования и методов неразрушающего контроля.

–  –  –

1. МДС 13-20.2004 «Комплексная методика по обследованию и энергоаудиту реконструируемых зданий», Москва 2004г.

2. АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ» Пособие по обследованию строительных конструкций зданий, Москва – 2004

3. МРР-2.2.07-98 «Методика проведения обследований зданий и сооружений при их реконструкции и перепланировке», Москва 1998г.

Связь с автором: er.folg@mail.ru

–  –  –

Доклад посвящен анализу фильтров с преобразователями сопротивления. Известно, что в настоящее время преобразователи сопротивления широко используются для реализации безиндуктивных фильтров [1]. Особый практический интерес представляют преобразователи сопротивления на интегральных операционных усилителях. Известны различные схемы таких преобразователей и фильтров.

Актуальными являются исследования и реализации преобразователей сопротивления на операционных усилителях (ОУ), позволяющие получить высокостабильные схемы фильтров.

Для построения активных RC – фильтров могут быть использованы различные преобразователи сопротивления на ОУ (гираторы, мутаторы, четырехполюсники, реализующие частотно-зависимые отрицательные сопротивления). Применение частотно-зависимых отрицательных сопротивлений уменьшает необходимое число операционных усилителей для безиндуктивной реализации низкочастотных и полосовых фильтров. Эти фильтры имеют весьма низкую чувствительность к изменению параметров схемы.

В любой L,R,C- схеме можно смоделировать индуктивность с помощью гираторов, мутаторов [2] и емкостей.

Идеальный гиратор представляет собой четырехполюсник, описываемый уравнениями

–  –  –

Следовательно, гиратор обладает свойством инвертирования иммитанса. Так, идеальный гиратор, нагруженный емкостью С, эквивалентен индуктивности.

Гираторное полосовое звено на двух ОУ имеет стабильность частотных характеристик не хуже, чем звенья на трех ОУ при одинаковом числе емкостей и меньшем числе резисторов. Гираторное полосовое звено второго порядка можно видоизменить, чтобы получить звенья второго порядка для фильтров низких частот (ФНЧ) и фильтров высоких частот (ФВЧ).Необходимо отметить, что в гираторных звеньях имеется возможность независимой регулировки основных параметров путем увеличения сопротивлений резисторов.

Схема отвечает требованиям технологии изготовления интегральных схем. Это позволяет сделать вывод о перспективности использования гираторного звена в качестве унифицированного блока для построения активныхRC-фильтров.

Для синтеза линейных цепей могут применяться мутаторы [2], в частности, L-R-мутатор преобразует сопротивление. Продольная незаземленная индуктивность, физически реализуемая при помощи мутаторов, будет иметь хорошее качество лишь при весьма тщательном согласовании параметров обоих мутаторов. Требования к согласованию мутаторов аналогичны требованиям к согласованию параметров заземленных гираторов, реализующих незаземленную индуктивность.

Поэтому рассматриваемые преобразователи сопротивления могут быть представлены эквивалентной схемой. Наличие в схеме управляемого источника напряжения с ненулевым выходным сопротивлением объясняется тем, что выходной зажим совпадает с выходом одного из операционных усилителей, которые считаются идеальными. Возможность реализации управляемого источника напряжения в качестве составной части гиратора позволяет уменьшить общее число необходимых ОУ.

Литература

1. Жунусов З. А., Миронов В.Г., Пуньков И. М. Адаптивная стратегия при анализе нелинейных схем на ЭВМ 1989г. Том 32. № 7 Радиоэлектроника /Изв. высш. учебных заведений/ С.11 – 16.

2. Власов А.И., Петренко А.И., Тимченко А.П. Табличные методы моделирования электронных цепей на ЭЦВМ.-Киев: Вищ.шк.

1977.-192с.

3. Чуа Л.О. и др. Машинный анализ электронных схем / Пер. с англ. По ред. В.Н. Ильина. –М.: Энергия, 1980. -636с.

4. Ержан А.А., Жунусов З.А. Уравнения в гибридных координатных базисах. Сборник трудов // I-ая Международная научнопрактическая конференция - 2010г.-Алматы.-с.145-152

5. Ержан А.А.,Жунусов З.А. Метод последовательного частичного LU – разложения для анализа в частотной области. Вестник АУЭС. 2010, № 3/2(10). – с.88-91 Связь с автором: erjanasel@gmail.com Е.М. Желтобрюхов, А.В. Неклюдов, М.С. Кузнецов

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ САПР ДОЛБЯКОВ

–  –  –

Одной из важнейших функций технологической подготовки производства является инструментальное обеспечение технологических процессов изготовления деталей машин. Проектирование инструмента, особенно сложнопрофильного, представляет собой достаточно трудоемкую, сложную и многовариантную задачу, решить которую без использования современных вычислительных средств и методов расчета весьма затруднительно. Построение сложного профиля режущих кромок инструмента производится с помощью различных переходных кривых - плоских и пространственных (эвольвенты, трохоиды и др.), но в современных графических САПР нет предустановленных кривых, поэтому они строятся приближённо по точкам при помощи кривых Безье или NURBS. Точность в 4 – 5 точек на одну кривую даёт хороший результат, Однако формулы для вычисления координат точек и граничных углов переходных кривых достаточно сложны и громоздки, поэтому их ручное вычисление весьма трудоемко.

Еще более сложным и трудоемким является построение пространственной модели сложнопрофильного инструмента. Например, долбяк – инструмент для изготовления зубчатых колес, - представляет собой совокупность бесконечного числа зубчатых колёс с переменным коэффициентом смещения. Поэтому зубчатый венец модели долбяка представляет собой криволинейную поверхность, огибающую несколько сечений. Для создания качественной модели требуется построение не менее 3 – 4 сечений. Следовательно, координаты точек переходных кривых требуется вычислять отдельно для каждого сечения, что в несколько раз увеличивает объём вычислений.

Эту проблему лучше всего решать с помощью специализированной САПР долбяков, автоматически создающей переходные кривые ср сразу для нескольких сечений и требуемую криволинейную поверхность поверхность.

Программы автоматизированного проектирования долбяков реализованы с помощью языка С++. Для автоматизации построения модели и чертежа инструмента был выбран программный комплекс КОМПАС, широко распространенный на отечественных предприят предприятиях и вузах и предоставляющий гибкие возможности для построения ставляющий чертежей из приложений за счет внутренних средств автоматизации

- (прикладных библиотек и приложений), предназначенных для орг организации вызова функций КОМПАС из внешних программ.

Работа программы начинается с ввода исходных данных для да проектирования, которые должны быть введены в соответствующие поля (рис. 1) путем выбора из предложенных значений или непнепосредственным вводом.

–  –  –

Пример созданного в редакторе KOMПАС-3D с помощью разработанной программы чертежа долбяка типа 1 по ГОСТ 9323-79 представлен на рисунке 3.

По результатам работы можно утверждать, что созданное программное обеспечение для автоматизированного проектирования долбяков позволяет проводить расчеты геометрических и конструктивных параметров инструментов, а также автоматическое построение 3D-модели и рабочего чертежа по рассчитанным данным.

Разработанные компьютерные программы предназначены для повышения качества проектных решений и сокращения затрат времени на этапе инструментальной технологической подготовки производства, а также могут быть использованы как обучающие программы в учебном процессе студентов машиностроительных специальностей вследствие наличия удобного и наглядного интерфейса и развитой справочной системы.

Связь с автором: tms_hti@list.ru

–  –  –

В настоящее время деятельность жилищно-коммунального хозяйства сопровождается весьма большими потерями ресурсов, поэтому информация относительно текущего структурного состояниялокальных водопроводных магистралей, в совокупности со статистически выведенными эмпирическими моделями отказов, может увеличить долговечность эксплуатации ипозволит управлять системами водоснабжения рентабельным способом[1].

Оценка состояния водопроводных магистралей и соответственно принятия решения по восстановлениюводопровода состоит из нескольких этапов: моделирование водопроводав наземном и подземном вариантах прокладки;оценка состоянийводопроводапри помощи средств измерительной техники, в том числе дефектоскопия труб;интерпретация измеренных показателей, определяющих текущее состояние водопровода; эмпирическое моделирование отказов в распределительных магистральных сетях малого диаметра;определение срока службы водопровода; оценка последствий аварийных отказов; планирование затрат для полного срока эксплуатации водопровода (количество, качество, надежность, и т.д.).

Современный уровень развития вычислительной техники и средств связи позволяет перевести большинство объектов жилищно-коммунального хозяйства на автоматический режим работы с предоставлением возможности дистанционного мониторинга и управления сетью объектов с единых диспетчерских пунктов.

Применение ультразвуковой технологии передачи данных для учета энергоресурсов, позволяет измерять параметры любых сред:

жидкостей, газов и даже пара. Измерение и передачу данных можно проводить, используя гидроакустический ультразвуковой канал связи в магистрали трубопровода при транспортировке тех или иных сред[2,3].

Акустическая система связи основана на обмене акустическими сигналами между стационарными узлами в сети через воду, текущую в водопроводе. Сгенерированный акустический сигнал предается передатчиком в водопровод и через водную среду передается приемнику на удаленном расстоянии 100…500м.

Во время распространения по водопроводу акустическая волна подвергается искажениям, которые изменяют ее форму, амплитуду, частотные и фазовые характеристики (рис.1). Основными механизмами искажения акустического сигнала в водопроводе являются фоновый шум и дисперсия. Высокий уровень дисперсии и затуханияакустического сигнала в замкнутом объеме водопровода вызван, главным образом тем, что сигналы высокой частоты образуют множество мод колебаний, которые последовательно распространяются в водопроводе на различных скоростях. Кроме этого уменьшается уровень акустического сигналав водопроводевызванный реверберацией волн в точках разрыва, соединения и изгибатрубы [3].

Рис. 1. Формы распространения акустической волны

Решение уравнения для акустического давления имеет вид [3]:

–  –  –

-1 -1

-2 -2

–  –  –

-1000

-1000

-2000

-3000

-2000

-4000

–  –  –

-1 -1

-2 -2

-3 -3

–  –  –

Поэтому целесообразно: разработать имитационные модели распространения ультразвуковых волн в неидеальном продуктопроводе, рассмотреть различные виды сигналов, сигналы с линейной частотной модуляцией и т.п., а также провести численный эксперимент, сравнив полученные результаты с результатами натурного эксперимента.

Литература

1. А.А. Сапронов, В.А. Зибров. Использование пьезоэлектрических преобразователей для передачи информации о потребляемых водных ресурсах / Энергосбережение и водоподготовка. Научнотехнический журнал. – М.: Издательский дом «Граница», 2009. – №3

– С.44-46

2. В.А. Зибров. Ультразвуковая технология мониторинга продуктопровода // Сборник научных трудов SWorld. Материалы международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2011». Выпуск 4. Том 9. – Одесса: Черноморье, 2011. – С.

24-28

3. С.П. Тарасов, В.А. Зибров. Организация акустического канала передачи данных в продуктопроводе / Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск «Экология 2011 – море и человек».

– Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. - №9(122). – С. 54-56 Связь с автором: m-milya@yandex.ru

–  –  –

Законы механики позволяют создать механическую передачу, способную приводить передаточное отношение в соответствие нагрузке только за счет свойств механизма без использования какоголибо управления. Для самостоятельного регулирования передаточного отношения в зависимости от нагрузки передача должна содержать замкнутый контур, который накладывает дополнительную дифференциальную связь на движение звеньев и превращает кинематическую цепь в механизм. При этом механизм приобретает свойство адаптации к переменной внешней нагрузке.

Для самостоятельного регулирования передаточного отношения в зависимости от нагрузки передача должна иметь дополнительную степень свободы. Но определимость кинематической цепи имеет место, если число входных звеньев равно числу степеней свободы [1].

Ранее [2, 3, 4] на основе принципа возможных работ было показано, что в частном случае кинематическая цепь с двумя степенями свободы, имеющая только один вход, может быть определимой. Такая передача должна содержать замкнутый контур, который накладывает дополнительную дифференциальную связь на движение звеньев и превращает кинематическую цепь в механизм. При этом механизм приобретает свойство адаптации к переменной внешней нагрузке. Наличие эффекта силовой адаптации было подтверждено числовыми примерами, анимационной моделью, опытными образцами.

<

–  –  –

Отметим предварительно, что подвижный четырехзвенный замкнутый контур может находиться в структуре кинематической цепи с двумя степенями свободы только при наличии в ней одного входа. - На входном звене 1 движущая сила совпадает по направлению с входным перемещением. Следовательно, звено 6 цепи должно иметь силу, направленную противоположно перемещению, то есть быть выходным звеном. Иначе для замкнутого контура 2-3-4-5 не будет выполняться равенство нулю работ внешних сил.

Для доказательства теоремы выразим внутренние силы контура через внешние силы.

Так как звенья 2 и 5 контура, к которым приложены активные силы, не являются смежными, то для каждого из этих звеньев внутренние силы R32, R35, R42, R45 выражаются через активные силы F1 и R6 с помощью условий статики.

Чтобы замкнутый контур находился в равновесии, необходимо, чтобы условия равновесия соблюдались и для внешних сил и для внутренних сил.

При произвольных внешних силах внутренние силы отдельно на звене 3 и на звене 4 не будут соответствовать условиям статики.

Однако в замкнутом контуре при движении его звеньев происходит взаимодействие работ сил.

Составим для несмежных звеньев 2 и 5 условия равновесия по принципу возможных работ.

Для звена 2

–  –  –

Здесь внутренние силы, действующие во всех точках контура, выражены через активные силы. Внутренние перемещения могут быть определены через внешние перемещения.

Левая часть уравнения (3) представляет собой сумму работ внешних сил контура. При наличии равновесия для внешних сил согласно принципу возможных работ для контура (или для всей цепи)

–  –  –

Для выполнения равновесия уравнение (4) должно содержать один неизвестный параметр. Если принять, что заданными параметрами являются сила сопротивления R6 и входная обобщенная координата sB, то в уравнении (4) логично принять в качестве неизвестного параметра не входную активную силу F1, а внешнее перемещение sK.

Правая часть уравнения (3) представляет собой сумму работ внутренних сил контура. Поскольку в правой части уравнения внутренние силы определены через известные внешние силы, внутренние перемещения определены через внешние перемещения, то соблюдение условия (4) приведет также к соблюдению равенства нулю работ внутренних сил на возможных внутренних перемещениях

R 32 sC + R 42 sD + R35sE + R 45sG = 0. (5)

Это означает, что условие равновесия (4) для внешних параметров контура обеспечивает также выполнение условия равновесия (5) для внутренних параметров контура.

Так как имеет место равновесие внешних и внутренних сил действующих на контур, то подвижный четырехзвенный замкнутый контур находится в равновесии, если активные силы приложены к несмежным звеньям контура, что и требовалось доказать.

Автоматическая коробка передач в виде бесступенчатой зубчатой передачи Бесступенчатая адаптивная зубчатая передача (рис. 3) содержит входное водило H1, выходное водило H2 и четырехзвенный замкнутый контур, содержащий блок солнечных колес 1 – 4, сателлит 2, блок кольцевых колес 3 – 6 и сателлит 5.

Взаимосвязь параметров передачи по аналогии с ранее приведенными выражениями имеет вид

H2 = MH1H1 / MH2. (5)

Формула (5) отражает эффект силовой адаптации: при заданной постоянной входной мощности с параметрами MH1, H1 выходная угловая скорость обратно пропорциональна заданному переменному моменту сопротивления MH2.

Эта передача может быть использована как зубчатая бесступенчатая автоматическая коробка передач автомобиля, не требующая никакого управления. Наличие зубчатых колес с постоянным зацеплением существенно упрощает конструкцию.

–  –  –

Заключение Кинематическая цепь с двумя степенями свободы и подвижным замкнутым контуром принятой конфигурации при наличии одной обобщенной координаты является статически определимой и имеет принципиально новые свойства: равновесие работ внешних и внутренних сил контура, силовая адаптация. Силовая адаптация имеет огромное практическое значение. Она позволяет создавать адаптивные приводы машин с переменным передаточным отношением, зависящим от технологического сопротивления. Автоматическая коробка передач в виде бесступенчатой зубчатой передачи обеспечивает идеальную тяговую характеристику автомобиля и отличается чрезвычайной простотой.

–  –  –

1. Маркеев А.П. Теоретическая механика. М., Наука. 1990.

414 с.

2. K.S.Ivanov. The Question of the Synthesis of Mechanical Automatic Variable Speed Drives.// Proceedings of the Ninth World Congress on the Theory of Machines and Mechanisms, Vol.1, Politechnico di Milano, Italy, August 29/Sept 2, 1995. P. 580 – 584.

3. Ivanov K.S. Discovery of the Force Adaptation Effect. // Proceedings of the 11th World Congress in Mechanism and Machine Science. V.

2. April 1 - 4, 2004, Tianjin, China. P. 581 - 585.

4. Ivanov K.S. Gear Automatic Adaptive Variator with Constant Engagement of Gears.//Proceedings of the 12th World Congress in Mechanism and Machine Science. Besancon. France. 2007, Vol. 2.P. 182 - 188.

Связьсавтором: beibit_tumen@mail.ru А.Р. Имангулов, Н.М. Филькин, Р.С. Музафаров

КРУТИЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ В ТРАНСМИССИИ

АВТОМОБИЛЯ

–  –  –

Крутильные колебания в валах трансмиссионных систем возникают от неравномерности периодического момента, как движущих сил,так и сил сопротивления. Одним из основных источников возмущений,приводящих к возникновению крутильных колебаний элементов трансмиссии, является двигатель внутреннего сгорания. Другим источником возмущений является дорожное покрытие.При совпадении частоты свободных крутильных колебаний системы с частотой периодического крутящегомомента возникают резонансные колебания. В этомслучае работа силового агрегата и всей трансмиссии в целом неспокойна:усиливается шум и меняется его характер, появляется тряска в трансмиссионной системе [1].

Неравномерность крутящего момента вызывает неравномерность изменения угловой скорости вращения вала, т.е. то ускорение, то замедление вращения. Так как вал обладает упругостью ина нем размещаются массы, то в каждом сечении вала будет своя степень неравномерности. Это объясняется тем, что массы в одинаковый промежуток времени проходят разные углы и, следовательно, движутся с разными скоростями. Последнее создает переменные закрутки в сечениях вала, что определяет его прочность. Следовательно, знакопеременные крутящие моменты вызываютв валах трансмиссий знакопеременные напряжения. Последние могут стать большими и превысить предел выносливости, что приведет к усталости материала вала и его разрушению [1].

Согласно [2] динамические процессы в трансмиссии автомобиля целесообразно разделить на два вида: процессы, возникающие при неустановившемся режиме движения автомобиля (при включении и выключении муфты сцепления, при переключении передач), и процессы, возникающие при установившемся режиме движения автомобиля, т.е. при постоянной скорости его движения. К динамическим процессам, возникающим в трансмиссии автомобиля при установившемся режиме его движения, следует отнести резонансные режимы работы системы «двигатель-трансмиссия». В этом случае двигатель автомобиля является источником внешней возмущающей силы по отношению к трансмиссии.

При исследовании крутильных колебаний трансмиссии автомобиля необходимо выявить резонансные режимы и изучить переходные процессы, возникающие при включении сцепления в момент трогания автомобиля с места и при переключении передач. Кроме того изучение влияния конструктивных параметров на возникновение в трансмиссии крутильных колебаний (например, демпфера в сцеплении, резиновых муфт на карданных валах и т.д. на амплитуды и частоты крутильных колебаний) является не менее важным.

Для трансмиссии автомобиля наиболее опасны одно-, двух-, трех- и четырехузловые формы крутильных колебаний. При изучении одноузловой формы колебаний измерения проводят на любом из валов трансмиссии автомобиля, так как эта форма колебаний возникает почти с одинаковой интенсивностью на всех валах при включении любой передачи. Для изучения трехузловой формы колебаний точки для измерения выбирают на первичном валу коробки передач (эти колебания менее интенсивны на карданном валу и почти незаметны на полуосях). При изучении четырехузловой формы колебаний измерения проводят на карданном валу, на первичном валу коробки передач, и особенно на полуосях, эта форма колебаний практически незаметна. Двухузловая форма крутильных колебаний для трансмиссии автомобиля не опасна, она эффективно гасится трением в шинах ведущих колес [3].

Наиболее распространенными способами снижения динамических нагрузок на элементы двигателя внутреннего сгорания и трансмиссии при крутильных колебаниях, в том числе при резонансных режимах являются:

- изменение жесткости элементов системы«двигательтрансмиссия»;

- изменение порядка зажигания в цилиндрах;

- введение динамических гасителей колебаний, настроенных на частоту определенной формы;

- установка на колеблющуюся систему демпферов различного типа и антивибраторов.

Повышение надежности, долговечности и снижение шума двигателей внутреннего сгорания и трансмиссий автомобилей всегда являлось актуальной задачей. Как оказалось, одним из основных факторов, влияющих на надежность и ресурс работы двигателя внутреннего сгорания и трансмиссии, являются динамические нагрузки при крутильных колебаниях, особенно на резонансных режимах. Таким образом, при создании современного автомобиля возникает необходимость проверки сложной колебательной системы на возможность развития крутильных колебаний в диапазоне возможных скоростных и нагрузочных режимов работы и в соответствующих случаях принятия мер по их гашению.

Литература

1. Маслов Г.С. Расчеты колебаний валов. Справочное пособие.

– М.: «Машиностроение», 1968. – С. 11.

2. Стефанович Ю.Г., Лунев И.С. Исследование процессов динамики нагружения трансмиссии автомобиля// Динамика машин:

Сборник статей. – М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1963. - С. 248-249.

3. Испытания автомобилей/ В.Б. Цимбалин, В.Н. Кравец, С.М.

Кудрявцев, И.Н. Успенский, В.И. Песков. – М.: «Машиностроение», 1978. – С. 108-109.

Связь с автором: rocky1990@mail.ru

–  –  –

Электроциклоны – аппараты для очистки газов от твердых и жидких частиц. Принцип работы – осаждение частиц аэрозоля из газа сочетанием центробежной и кулоновской сил. В ряде публикаций [1, 2] показана высокая эффективность электроциклона ЭЦВ для очистки газов от золы ТЭС. В области рабочих скоростей до 17 м/с на входе в аппарат степень очистки достигает 99,9%, при увеличении скорости до 25 м/с степень очистки снижается до 98-99% и возрастает вторичный унос, что отражено в работе [1].

Вторичный унос, т.е. явление отрыва от осадительного электрода газовым потоком частиц и запыление ими очищенного газа, существенно влияет на степень очистки электроциклона. Для уменьшения вторичного уноса была предпринята попытка установки металлических насадок в форме карманов на внешнем осадительном электроде электроциклона ЭЦВ. Цель новой конструкции – уменьшить вторичный унос.

Электроциклон с насадкой схематически изображенный на рисунке 1, состоит из корпуса 1, центрального осадительного электрода 2, системы коронирующих электродов 3, карманной насадки 4.

Были проведены эксперименты для оценки степени очистки аппарата и целесообразности дальнейшей разработки других конструкций насадок. Опытный образец – зола Красногорской ТЭС с d50 = 40 мкм. Эффективность очистки аппарата с насадкой при входной скорости газа 24 м/с составляет 99,4-99,5%, что выше при режиме без насадки. Конструкция насадки – карман 5х5 мм длиной 1200 мм при диаметре электроциклона 206 мм. Расположение кармана – по ходу газового потока.

В заключение можно сказать, что результаты оценочных опытов дают основание для дальнейшей работы по разработке новых конструкций насадок.

–  –  –

1. Исследование процесса улавливания летучей золы в экспериментальной модели электроциклона / Инюшкин Н.В., Ермаков С.А., Титов А.Г. Гильванова З.Р.,Новиков К.Л., Парамонов Д.А. / Инженерный вестник Дона, 2011, №4

2. Об осаждении частиц пыли в электроциклоне Петров В.А., Инюшкин Н.В., Ермаков C.А., Вестник ТГТУ, 2010, том 16, № 1, с. 44.

Исследование проведено при финансовой поддержке молодых ученых УрФУ в рамках реализации программы развития УрФУ

–  –  –

МЕСТО МЕХАНИЗМОВ С ВОЛНОВЫМ ПРИНЦИПОМ

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ В ПРИВОДАХ

АРМАТУРЫ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ

Воткинский филиал Ижевского государственного технического университета им. М.Т. Калашникова г. Воткинск, Удмуртская Республика, Россия В настоящее время в качестве запорной арматуры отечественных газонефтепроводов нашли широкое применение шаровые краны как отечественного, так и импортного производства. Номенклатура же приводов управления указанным оборудованием в большинстве своем состоит из приводов, изготовленных на базе исполнительных механизмов импортного производства. Наибольшее распространение получили приводы таких фирм, как Mockveld (Голландия), Grove (Италия), Cameron (Франция), Sheifer (Германия), Borzig (Германия).

Исполнительный механизм приводов указанных производителей представляет собой поршневой привод с механизмами вторичного преобразования, позволяющими преобразовать поступательное движение поршня исполнительного пневмоцилиндра во вращательное неполноповоротное движение запирающего органа. Но, как показывает анализ конструкций приводов управления арматурой газонефтепроводов, наиболее перспективными являются конструкции исполнительных механизмов с полноповоротным валом, так как они обладают большей универсальностью и могут применяться одновременно как в шаровых кранах, так и в арматуре, использующей передачу винт-гайка.

Как показывает практика, наиболее перспективны по конструкции унифицированные приводы с мотор-редуктором, совмещающие в себе механизмы преобразования электрической энергиив кинетическую энергию поступательного или вращательного движения и звенья редуцирования, способные осуществлять привод арматуры непосредственно без иных механических передач. Сегодня одним из основных направлений развития приводной техники является широкая унификация механизмов редуцирования. Это позволяет получить широкий спектр возможных компоновочных схем привода, с неизменными присоединительными размерами.

В качестве исполнительных механизмов приводов могут применяться и двигатели с редуцирующим узлом, реализующим волновой принцип преобразования движения. Например, известна конструкция волнового газогидродвигателя (ВГД) [5]. В данном двигателе применяется газогидравлический генератор волн, а в качестве редукционного звена - волновая зубчатая передача с гибкими зубчатыми колесами (ГЗК). Данный привод не нашел широкого распространения ввиду малого ресурса (около 15 млн. циклов [6]) работы гибкого колеса волновой передачи при передаче больших крутящих моментов и больших передаточных отношений (оптимальное передаточное отношение волновой передачи лежит в интервале от 80 до 300).

Известна конструкция нескольких газогидродвигателей, в которых применяется волновая передача с ГЗК отличающихся друг от друга конструкцией генератора волн. Так, в волновом газогидродвигателе [5] применяется гидромеханический генератор волн с распределительным устройством, позволяющим использовать кинетическую энергию транспортируемой среды для получения вращательного движения, т.е. в его конструкции совмещены объемная и турбинная машины. Но, как показала практика, он совмещает в себе недостатки обоих видов двигателей, поэтому он не нашел широкого применения в отрасли. В конструкции волнового газогидравлического двигателя [7] применяется струйный генератор волн, использующий кинетическую энергию транспортируемой среды для деформирования гибкого колеса. Такие двигатели получили очень ограниченную область применения ввиду низкого КПД и большого расхода рабочего тела при работе, больших габаритных размеров и большого приведенного момента инерции.

Существуют работы, направленные на исследование возможности применения волновых газогидродвигателей в системах автоматического управления (САУ) [11], в которых разработаны структурные схемы САУ с волновыми двигателями, исследованы передаточные функции и механические характеристики плунжерных гидромеханических генераторов ВГД.

Одним из направлений развития приводов арматуры является исследование возможности применения в качестве редуцирующего механизма плунжерных передач.

На рис. 1 представлена конструкция одноступенчатого плунжерного редуктора ПВР-1.В таком редукторе эксцентриковый вал 4 с помощью стакана 2 и подшипников 1 установлен и закреплен к зубчатой муфте 3, которая является неподвижным звеном механизма.

Сепаратор 5 с крышкой 6 закреплен к зубчатой муфте 3. Выходной вал, состоящий из подвижного зубчатого колеса 7 и стакана 8, с п помощью подшипников 9 установлен на вал 4. Крышка редуктора 10 новлен закреплена к зубчатой муфте 3 и имеет отверстие для слива масла.

Рис. 1. Конструкция опытного образца ПВР ПВР-1 Передаточное число такого редуктора по результатам испыт испытаний составляет 27, а допускаемый крутящий момент на выходном валу 420 Нм при =0,65-0,7.

Определенный интерес представляет конструкция приводов оснащенных плунжерной передачей с гидромеханическим волноо волнообразователем. Одна из таких конструкций - плунжерный газогидра газогидравлический двигатель (ПГД) [14] показана на рис. 2 и рис. 3.

а Такой двигатель (рис. 2) содержит зубчатую муфту 2, жестко з закрепленную на генераторе волн 15 с равномерно расположенными по окружности цилиндрами 14, с установленными в них поршнями 4 в проточки которых вставлены уплотнения из синтетич синтетического материала 5, и радиальными каналами 9, соединяющими каждый ц цилиндр с центральным отверстием 19 в котором установлен с во возможностью вращения распределитель 13 в виде вала с полостями слива 8 и подачи, выполненной в виде канавок 11, причем в стенках центрального отверстия 19 выполнены кольцевая проточка 10 и ос ентрального осевые каналы 6, сообщающие кольцевую проточку 10 с радиальными каналами 9 в момент подачи в них рабочего тела.

Подвижное жесткое зубчатое колесо 1 соединяется с плунж плунжерами 18 зубчатой муфтой 2. Плунжеры 18 равномерно расположены лунжеры по окружности и фиксируются от угловых перемещений друг относ относительно друга сепаратором 3, жестко закрепленном на зубчатой му муфте 2, и от осевых перемещений – крышками корпуса, роль которых выполняют зубчатая муфта 2 и подвижное зубчатое колесо 1. В пазы вижное плунжеров 18 установлены гибкие металлические тросы 16, рабочее тело подводится через штуцер подачи 12, коллектор 17 и осевые каналы 6.

Рис. 2. Плунжерный газогидравлический двигатель (ПГД)

–  –  –

Плунжерный газогидравлический двигатель работает следующим образом. При подводе рабочего тела из магистрали высокого давления (не показана) через штуцер 12, коллектор 17, осевые каналы 6, кольцевую проточку 10, канавки 11 распределителя 13, радиальные каналы 9 в цилиндры 14, которое заставляет поршни 4 совершать возвратно-поступательное движение и деформировать гибкие металлические тросы 16, с установленными на них плунжерами 18, которые под действием поршней, вступают в контакт с подвижным колесом1 и зубчатой муфтой 2 и создают две диаметрально противоположные зоны зацепления, расположенные в одной плоскости, и при подаче на распределитель 13 от электромеханического преобразователя или управляемой турбины (не показаны) последовательных импульсов подвижное колесо 1 поворачивается на угол пропорциональный числу командных импульсов. Плунжеры 18, оказавшиеся в зоне слива, воздействуют на поршни 4 силой деформации гибких металлических тросов 16, которые освобождают цилиндры 14 от рабочего тела через радиальные каналы 9, полости слива 8 и центральное отверстие 7 распределителя 13 в магистраль низкого давления (на рисунке не показана).

На рис. 4 показан пример использования в приводах арматуры исполнительных механизмов, оснащенных плунжерной передачей с гидромеханическим генератором волн.

–  –  –

Особенностью конструкции приводов управления с ПГД является требование наличия в механизме передач механизма обладающего эффектом самоторможения (винтовая передача, червячная передача) или наличия автоматических запирающих устройств [15] в виде шариковых замков и сухарей. Это требование объясняется тем, что при прекращении подачи рабочего тела в магистраль ПГД, кинематическая связь между зубчатым колесом и распределителем исчезает, из-за чего, при приложении нагрузок к запирающему органу со стороны транспортируемой среды, может произойти (при отсутствии механизма с самоторможением) произвольное изменение положения запирающего органа, что согласно требованиям, предъявляемым к приводам управления арматурой абсолютно недопустимо.

Приведенные примеры демонстрируют весьма широкие возможности плунжерных передач. Несомненно, что их рациональное внедрение в практику общего и специального машиностроения должно дать большой конструктивный и экономический эффект.

Литература

1. А.С. СССР №564436 от 16.09.1974.

2. Дьячков Б.И. и др. А.С. СССР №1160092 16.02.1984

3. Галашевский А.Н. а.с. СССР №885654 от 20.02.1980

4. Ерасов Ф.Н. А.С. СССР №620653 от 22.04.76

5. Галашевский А.Н. и др. А.С. СССР №885642 от 06.03.1980

6. Попков И.Ф. Разработка и исследование конструкции и технологии изготовления волнового газового двигателя,

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Ижевск, 1994.

7. RobinsonHughA. Harmonicdrive, ПатентСША №3058372, 1962.

8. А.С. СССР N 461258, 1979.

9. Кареев В.Н. Пневмомеханический генератор волновой передачи. В кн.: Волновые передачи. М.: СТАНКИН, 1970.

10. Кареев В.Н., Крахин О.И. Плунжерный пневмомеханический генератор волновых передач. В сб.: Волновые передачи. М.:

СТАНКИН, 1975.

11. Костин С.В., Саяпин В.В., Самсонович С.Л. А.С. СССР №461258 Следящий привод БИО №7'1975

12. Полетучий Н.В. и др. А.С. СССР №842306, БИО №24'1981.

13. Стобецкий В.Н., Сулига С.В. Высокомоментные пневматические шаговые двигатели для тяжелых условий эксплуатации, “Вестник машиностроения” №5, 1988.

14. Попков Е.Ф., Каракулов М.Н., Туранин Ю.В. и др. Плунжерный газогидравлический двигатель, патент на изобретение RU№2278979 от 22.11.2004г.

15. Трубопроводная арматура с автоматическим управлением /Справочник / под.ред. С.И. Косых. – Л.: Машиностроение, 1982.

Связь с автором: tmm@vfistu.ru

–  –  –

К динамическому объекту будем относить широкий класс нелинейных электромеханических систем, предназначенных для формирования предписанного закона движения исполнительного органа за счет регулируемого источника энергии. Оценку эффективности работы такого динамического объекта целесообразно оценить совокупностью критериев, отражающих как статические, так и динамические режимы работы и имеющих противоречивый характер. Электрический привод различных промышленных механизмов и машин, робототехнических систем и следящий привод определяют свойства динамического объекта, состояние которого в процессе функционирования изменяется в зависимости от технологических условий. Особенности таких динамических объектов при оптимальном управлении рассмотрены в работах [1-4].

В работе [5] определены основные задачи, которые необходимо решать как при поиске оптимальных параметров (задачи 1-3), так и при исследовании и синтезе системы управления динамическим объектом (задачи 4-5).

Предлагается при исследованиях и решениях задач оптимизации параметров и режимов работы, синтеза систем управления использовать разработанную диалоговую систему "Адаптивный метод исследования пространства параметров" (АМИПП) [6-7], уделив особое внимание решению задачи синтеза системы управления динамическим объектом.

При решении задач оптимизации параметров и режимов работы (задачи 1-3) основные проблемы связаны с разработкой модели оптимизационного расчета. Основные сложности возникают при оптимизации и синтезе системы управления.

Рассмотрим классическую постановку задачи оптимального управления динамическим объектом, который задан системой обыкновенных дифференциальных уравнений

–  –  –

где t k - длительность процесса управления.

Первое слагаемое уравнения (2) характеризует точность управления конечным состоянием системы, второе – качество управления в интегральном смысле. На основании уравнений (1)и (2) ставится задача нахождения допустимого управления u, удовлетворяющего ограничениям u U и которое за заданное время t k переведет систему (1) из начального состояния в конечное терминальное состояние, функционал (2) при этом будетиметь минимально возможное значение.

Задано начальное x(0) и терминальное x( t k ) условия состояния объекта управления

–  –  –

Система уравнений (4) должна совместно с (1) представлять собой такую систему дифференциальных уравнений, чтобы ее решение для заданных начальных значений (3) обеспечивало достижение минимумов функционалов (2) и выполнение ограничений на управление u( t ) = g( x( t ), q) U, t [0, t k ].

Данная задача требует построения структуры системы управления (4) и выбора оптимальных значений параметров для обеспечения минимумов функционалов (2), поэтому ее называем в дальнейшем задачей многокритериального структурно-параметрического синтеза.

Обеспечение минимумов функционалов понимаем в смысле построения множества Парето оптимальных решений. Результатом синтеза будет система управления, выбранная из множества систем управления (4), каждая из которых при оптимальных значениях параметров q обеспечивает принадлежность решения множеству Парето.

Сверстка функционалов (2) в один с помощью суммирования значений функционалов, умноженных на соответствующие весовые коэффициенты, переводит проблему выбора решений на множестве Парето в проблему выбора весовых коэффициентов.

Выбор решения из множества Парето может осуществляться субъективно или с помощью дополнительного критерия.

Классическую формулировку задачи синтеза оптимального управления, определил Р. Беллман и сформулировал вычислительные проблемы, возникающие при ее решении, предложил метод динамического программирования, сокращающий время вычислении, уменьшающий полный перебор возможных решений.

Основная проблема синтеза системы управления заключается в построении функциональной зависимости управления от координат пространства состояний.Этап синтеза структуры управления проводят на основе физического или аналитического исследования задачи. Численные методы синтеза управления применяют для получения оптимальных значений параметров, входящих в структуру управления.

Недостатком аналитических методов синтеза систем управления является ограниченная область их применения. Основные результаты по синтезу систем управления известны для линейных объектов с квадратичным критерием качества.Новые подходы к решению задачи синтеза управления, например методы инвариантных многообразий или аналитического конструирования агрегированных регуляторов,требуют ясного понимания поведения оптимальной системы управления для построения инвариантных многообразий в пространстве состояний системы. Синтез управления выполняют с целью обеспечения устойчивости системы в окрестности заданного инвариантного многообразия. Данный метод применим в большинстве случаев для задач стабилизации, а также для систем, оптимальное поведение которых очевидно.

Для решения задачи синтеза разработан вычислительный метод, который основан на подборе математического выражения с помощью вычислительной машины. Следует уточнить, что вычислительная машина ищет не значения параметров в некой формуле, заданной исследователем, а самуформулу, т.е. структуру математического выражения, состоящего из нелинейных операций. Для представления математических выражений в вычислительной машине используется разработанная авторамиметодика формирования алгебраического выражения на основе ЛП последовательности [6-7].

Обеспечение минимального значения функционала (2) достигается за счет решения этой задачи в диалоговой среде АМИПП и при переводе интегрального критерия (2) в систему дифференциальных уравнений, расширяющих дифференциальные уравнения динамического объекта. Построение упорядоченного множества оптимальных расчетных вариантов [7] обеспечивает нахождение экстремумов соответствующих критериев.

Литература

1. Кузнецова О.А. Оптимизация параметров привода динамических систем. Машиностроение и техносфера ХХI века // Сборник трудов XVII международной научно - технической конференции в г. Севастополе 13-18 сентября 2010 г. В 4-х томах. Донецк: ДонНТУ, 2010.

Т. 2. С. 84-87.

2. Грязев М.В., Кузнецова О.А. Формирование оптимального управления электромеханическими системами. Известия ТулГУ.

Технические науки. Вып. 5: Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. С.130-135.

3. Кузнецова О.А., Сушкин В.А. Формирование оптимального управления асинхронным электроприводом средствами АМИПП // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3. Ч.1. Тула: Изд-во ТулГУ,

2010. С.160-167.

4. Грязев М.В., Кузнецова О.А. Оптимальное управление асинхронным электроприводом. Известия ТулГУ. Технические науки.

Вып. 5. Ч.2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. С.212-220.

5. Кузнецова О.А. Многокритериальная концепция оптимального управления динамическим объектом. Сьома мiжнародна науковопрактична конференцiя. "Математичне та iмiтацiйне моделювання систем МОДС 2012". Тези доповiдей. – Чернiгiв. - 2012. -25-28 червня 2012 р. С. 411-415.

6. Кузнецова О.А., Сушкин В.А. Диалоговая система многокритериальной оптимизации и синтеза оптимальных законов управления. Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции "Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте '2010". Том 4. Технические науки. Одесса: Черноморье, 2010. С. 47-55.

7. Кузнецова О.А. Многокритериальная оптимизация асинхронного электропривода: монография / под ред. В.А. Сушкина. Тула:

Изд-во ТулГУ, 2009. 104 с.

Связь с автором: o.a.kuznetsova@mail.ru А.М. Мальтанова, О.Н. Врублевская, Т.Н. Воробьёва

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ СПЛАВА Au–Sn

ИЗ ЭТИЛЕНГЛИКОЛЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИТА

–  –  –

Сплав Au–Sn нашёл широкое применение в опто- и микроэлектронике, ювелирной технике в качестве припоя, благодаря высокой коррозионной устойчивости, хорошей паяемости [1, 2]. Этот припой получают, сплавлением нанодисперсных порошков, термическим испарением в вакууме, последовательным или совместным осаждением из растворов. Основным недостатком вакуумной технологии является необходимость использования дорогостоящего оборудования, а также большой непроизводительный расход металлов, что особенно нежелательно в случае золота. Получение припоя Au–Sn методом последовательного электрохимического осаждения металлов из растворов значительно более экономично, однако оно сдерживается трудностями регулирования элементного и фазового состава сплава [3]. Совместное осаждение сплава Au–Sn из растворов является перспективным, однако до сих пор неясны пути управления соотношением металлов в сплаве и его фазовым составом, что особенно затруднительно в связи с большой разницей электродных потенциалов этих металлов и преимущественным восстановлением золота. Кроме того, требуется предпринимать меры по подавлению гидролиза соединений олова и протекания окислительновосстановительных реакций в объеме растворов, содержащих ионы золота и олова в разных степенях окисления, а также растворенный кислород. Одним из способов решения проблем сближения электродных потенциалов и подавления гидролиза соединений олова является малоизученное осаждение сплава из неводных электролитов, в частности многоатомных спиртов, в которых соли олова и золота могут растворяться с получением проводящих электролитов.

Целью данной работы являлось определение условий электрохимического осаждения сплава Au–Sn из этиленгликолевого электролита и изучение факторов, влияющих на скорость осаждения, соотношение Au:Sn в сплаве, его фазовый состав и морфологию поверхности пленок.

Осаждение сплава Au–Sn проводили на медные или никелевые подложки из 1,4 М раствора SnCl4 и 0,05 М K[Au(CN)4] в этиленгликоле (99,95%) при комнатной температуре. Электролит содержал 4,9 % воды, поскольку хлорид олова содержит кристаллизационную воду.

Соединения олова и золота в высших степенях окисления были выбраны для предотвращения окислительно-восстановительных реакций в объеме раствора. Электроосаждение проводили при постоянном токе, перемешивая раствор магнитной мешалкой. Плотность тока варьировали от 5 до 10 мА/см, поскольку вне этих пределов осаждались покрытия неудовлетворительного качества. Использовали нерастворимый платиновый анод. Унос металлов из раствора в результате их восстановления не превышал 5 % от введенного в электролит количества олова и золота.

Фазовый состав сплавов определяли методом рентгенофазового анализа на установке ДРОН 2, элементный состав определяли методом микрорентгеноспектрального анализа, используя приставку Ronteс к сканирующему электронному микроскопу LEO 1420. Этот же микроскоп использовали для изучения морфологии поверхности пленок сплава методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ).

Осаждаемые в указанных условиях пленки сплава равномерные, плотные, с хорошей адгезией к подложке, имеют светло-серый с желтоватым оттенком цвет. Электролит устойчив и позволяет получать воспроизводимые результаты вплоть до выработки на 15–20 %, после чего его можно корректировать.

Данные, приведенные в таблице и на рис. 1, свидетельствуют, что на медной подложке плёнки сплава осаждаются с несколько большей скоростью, чем на никелевой (2 и 1,7 мкм/ч соответственно). Этот факт, возможно, связан с большей электропроводностью медного катода. Данные рентгенофазового анализа плёнок свидетельствуют, что при плотности тока 5 осаждается интерметаллид AuSn. При увеличении плотности тока до 10 мА/см осаждается рентгеноаморфный сплав. В обоих случаях соотношение олова и золота близко к единице. Содержание олова в сплаве немного повышается с увеличением толщины пленок (более 2 мкм) и плотности тока.

–  –  –

Судя по данным СЭМ исследования осаждённые плёнки практически не имеют пор и состоят из плотноупакованных зёрен с размерами от 0,2 до 0,5 мкм в ширину и от 1 до 2 мкм в длину в случае осаждения при 5 мА/см, а также более крупных агломератов, достигающих 4 мкм в случае осаждения при 1 мА/см (рис. 2). Зерна имеют палочкообразную или чечевицеобразную форму и ориентированы параллельно плоскости подложки, т. е. плёнки текстурированы.

Рис. 2. СЭМ фотографии плёнок Au–Sn толщиной 1мкм при разных плотностях тока: а 5мА/см2; б 10мА/см2.

Результаты проведенного исследования свидетельствуют о возможности осаждения пленок сплава Au–Sn при комнатной температуре из устойчивого этиленгликолевого электролита, содержащего соединения золота и олова в высшей степени окисления в мольном соотношении 1:28. Скорость роста пленок составляет 1,7 и 2,0 мкм/ч и зависит от природы подложки (на меди осаждение протекает быстрее). В состав пленок входит интерметаллид AuSn при соотношении Au: Sn = 1: 1. Плёнки текстурированы и состоят из плотноупакованных зёрен удлинённой формы, размером от 1 до 4 мкм.

Литература

1. Djurfors B, Ivey D.G. Microstructural characterization of pulsed electrodeposition Au/Sn alloy thin films / Mater. Sci. Eng. – 2002. –Vol.

B90 P. 309 320.

2. Bozzini B., Giovannelli G., Natali S., Serra M., Fanigliulo A. Electrodeposition of Au-Sn alloys from alkaline baths / J. Appl. Electrochem.

– 2004. №4. – P. 147 158.

3. Sun W., Ivey D.G. Development of an electroplating solution for codeposition AuSn alloys / Mater. Sci. Eng. – 1999. Vol. 36 P. 112 122.

Связь с автором: vivian88.88@mail.ru

–  –  –

Эффективность разработки нефтяных и газовых месторождений во многом определяется состоянием призабойной зоны скважин в период заканчивания. Увеличение добывающей способности скважин – один из путей увеличения эффективности нефтегазодобывающей промышленности, альтернатива экстенсивному пути развития. Если исходить из условий сохранения природного состояния коллектора, продуктивный пласт необходимо вскрывать при условии депрессии или равновесия между пластовым и забойным давлениями.

Противовыбросовое оборудование предназначено для герметизации устья скважины с целью предотвращения открытых выбросов жидкости или газожидкостной смеси и фонтанов при бурении, испытании, опробовании и освоении скважины. Основная причина этих явлений — превышение давления в продуктивном пласте залежи над давлением промывочной жидкости, заполняющей скважину.

Пластовое давление возрастает примерно на 0,1 МПа на каждые 10 метров глубины залегания пласта. Однако встречаются изолированные участки с аномально низким или высоким пластовым давлением, не подчиняющимся этому правилу. Интенсивность фонтанирования и выбросов возрастает с увеличением перепада давлений Открытые фонтаны и выбросы представляют опасность для обслуживающего персонала, приводят к загрязнению окружающей среды и пожарам, тушение которых требует больших трудовых и материальных затрат. Противовыбросовое оборудование должно обладать абсолютной надежностью и высокой степенью готовности.

Только тогда можно обеспечить своевременное перекрытие устья скважины при наличии или отсутствии в ней бурильной колонны.

В состав противовыбросового оборудования входят: превенторы, устьевая крестовина, надпревенторная катушка и разъемный желоб, составляющие стволовую часть превенторного оборудования, манифольды для обвязки стволовой части противовыбросового оборудования, обеспечивающие возможность управления скважиной при газонефтепроявлениях, станции управления превенторами и манифольдом.

Противовыбросовое оборудование устанавливают между устьем скважины и полом буровой установки. В связи с этим для уменьшения высоты и облегчения основания вышечнолебедочного блока, масса и размеры которого возрастают с увеличением высоты пола буровой установки, необходимой для монтажа противовыбросового оборудования, превенторы и другие элементы его стволовой части должны быть компактными.

По правилам безопасности в нефтегазодобывающей промышленности установка противовыбросового оборудования обязательна при бурении на разведочных площадях, газоконденсатных и газовых месторождениях и на месторождениях с аномально высокими пластовыми давлениями. Устье скважины оборудуется превенторами после спуска и цементированиякондуктора и промежуточной колонны. Противовыбросовое оборудование испытывается на прочность и герметичность.

С целью повышения надежности противовыбросовое оборудование комплектуется резервными элементами, предназначенными для выполнения функций основных элементов в случае их отказов.

При этом увеличиваются масса, габариты и стоимость этого оборудования. Однако надежность противовыбросового оборудования возрастает на несколько порядков. В целях безопасности пульт управления противовыбросовым оборудованием устанавливают на расстоянии не менее 10 м от устья скважины, а дублер — у поста бурильщика.

Основные параметры противовыбросового оборудования — диаметры проходных отверстий и рабочее давление превенторов и манифольда. Диаметры и присоединительные размеры превенторов согласуются с диаметрами долот, бурильных и обсадных труб, а также колонных головок, предназначенных для обвязки наружных концов обсадных колонн, зацементированных в скважине. Превенторы и задвижки должны иметь устройства для четкого дистанционного контроля их положения (открытые, закрытые)[1].

Для герметизации устья скважины используют плашечные, универсальные и вращающиеся превенторы. Плашечный превентор предназначен для герметизации устья скважины при наличии и отсутствии труб в скважине.

В структурно-поисковом бурении используются плашечные превенторы ППБ-307320 с электрическим приводом. Разработан и испытан плашечный превентор с односторонним приводом ПГОБр, плашки которого посредством рычагов перемещаются от одного силового цилиндра. Благодаря этому в превенторах ПГО плашки сходятся в центре проходного отверстия независимо от соосности превентора и подвешенной колонны труб.

Плашечные превенторы не обеспечивают герметизации устья скважины, если на уровне плашек располагаются ведущая труба, бурильный замок, муфта и другие части колонны труб, диаметр и геометрические формы которых не соответствуют установленным в превенторе плашкам.

Универсальные превенторы обладают более широкими возможностями. Они герметизируют устье скважины при наличии и отсутствии в ней подвешенной колонны труб и вместе с тем позволяют, сохраняя герметичность устья скважины, проворачивать бурильную колонну и протаскивать трубы вместе с муфтами и бурильными замками. Универсальный превентор способен герметизировать устье скважины независимо от диаметра и геометрической формы уплотняемого предмета. Универсальные превенторы, как и плашечные, различаются по диаметру проходного отверстия и рабочему давлению.

Вращающиеся превенторы предназначены для герметизации кольцевого зазора между устьем скважины и бурильной колонкой и обеспечения возможности вращения, подъема и спуска бурильной колонны при герметизированном устье. В составе противовыбросового оборудования вращающийся превентор используется при роторном бурении с очисткой забоя от выбуренной породы газом, воздухом или аэрированным промывочным раствором, а также при обратной промывке скважины и вскрытии пластов, с высоким пластовым давлением.

Вращающийся превентор в отличие от плашечного и универсального превенторов, имеющих гидравлический привод, во вращающемся превенторе используется самоуплотняющаяся манжета, которая обжимает обхватываемую часть бурильной колонны под действием собственной упругости и давления на устье скважины.

Литой корпус из легированной стали снабжен опорным фланцем для соединения с плашечным или универсальным превентором и боковым отводом для присоединения к циркуляционной системе буровой установки.

Диаметр отверстия опорного фланца зависит от типоразмера превентора и должен быть достаточным для прохода долота. Ствол, имеющий форму полого цилиндра с наружным опорным фланцем, вращается на упорном и радиальных подшипниках[2].

–  –  –

1. Гульянц Г. М. Противовыбросовое оборудование скважин / Г.

М. Гульянц. - М.: Недра, 1991. – 293 с.

2. Ильский А. Л. Расчет и конструирование бурового оборудования: Учебник для вузов / А. Л. Ильский, Ю. В. Миронов, А. Г. Чернобыльский. – М.: Недра, 1985. – 452 с.

–  –  –

ВОЗМОЖНОСТИ ВЫБОРА РАСХОДОМЕРОВ ДЛЯ

УСТАНОВОК ИЗМЕРЕНИЯ И УЧЕТА РАСХОДА

СЖИЖЕННОГО ГАЗА

Ливенский филиал Государственного университета – учебно-научно-производственного комплекса г. Ливны, Орловская обл., Россия Промышленное измерение сжиженного газа стало важной необходимостью на современном рынке углеводородов.

Наша страна имеет огромные природные запасы углеводородов. Ежегодно из недр земли в России извлекается около 500 млн.

тонн нефти. Добыча, которой всегда сопровождается извлечением попутного газа. В советское время основное количество попутного газа сжигалось. С 2010 года вступил в силу закон ограничивающий процент сжигания попутного газа. Эти меры позволяют наиболее рационально использовать природные ресурсы страны и снизить негативное влияние на экологию. При этом продукты переработки попутного газа вошли в нашу жизнь как один из важнейших компонентов нефтегазовой промышленности. Сжиженный газ нашел широкое применение в коммунальном хозяйстве, нефтехимии, промышленности, в качестве моторного топлива.

Проектирование установок учета сжиженного газа является сложным и ответственным процессом. Свойства сжиженного газа требуют специального оборудования, отвечающего высоким требованиям по безопасности и точности. Измерение расхода и массы веществ (жидких, газообразных, сыпучих, твердых, паров и т. п.) в химических производствах широко применяется как в товароучетных и отчетных операциях, так и при контроле, регулировании и управлении технологическими процессами.

Свойства сжиженных газов влияют на меры безопасности, а также конструктивные и технические особенности оборудования, в котором они хранятся, используются, перевозятся.

Одним из основных вопросов при проектировании установок учета являются приборы измерения. Современный рынок представлен большим многообразием типов расходомеров и фирм их выпускающих. Порой цены на оборудование использующие одинаковый принцип измерения могут различаться в десятки раз.

Расходомеры (счётчики) количества вещества являются важными элементами систем учёта потребления энергоресурсов и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве.

При выборе конструкции расходомера необходимо учитывать следующие требования:возможность проводить измерение расхода сжиженного газа, диаметр условного прохода, погрешность измерения – 1-2%; отсутствие требований по монтажу на прямолинейных участках трубопровода, возможность измерения паровой составляющей возвратившейся обратно в резервуар.

На современном рынке широко представлены расходомеры шести основных типов использующие различный принцип измерения. Каждый тип характеризуется своим рядом преимуществ и недостатков.

Средства для измерения расхода сжиженных газов при различных условиях всё время модернизируются с целью повышения метрологических и технических характеристик.

На основании паспортных данных и нормативных документов проведен комплексный анализ условий применимости каждого из типов расходомеров, что позволяет сделать правильный выбор расходомера для каждого конкретного случая с учетом условий эксплуатации и свойств перекачиваемых сред.

В процессе изученния данных была составлена таблица 1, показывающая возможности применения расходомеров основных типов в зависимости от свойств измеряемых сред.

Проведенный анализ дает возможность на стадии проектирования избежать системных ошибок,связанных с неверным подбором измерительного оборудования, что влечет за собой изменение компановок измерительных комплексов, и замены присоединительного оборудования.

–  –  –

В настоящее время одной из актуальных проблем является повышение точности измерения высокого переменного напряжения, что обусловлено ростом потребления электроэнергии, поиском новых источников электроэнергии, внедрением мер по экономии энергоресурсов и повышением точности измерений энергетических величин при научных исследованиях и в промышленности.Однако, несмотря на то, что проблема повышения точности измерения энергетических величин в низковольтной электроэнергетике во многом решена, в области измерения высоких напряжений она остается актуальной и в настоящее время [1].

Для решения этих проблем были разработаны высоковольтный емкостной делитель напряжения (ЕДН) и средство поверки высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения [2].

Особенности построения ЕДН состоят в следующем. ЕДН содержит измерительную и две эквипотенциальных цепи(рис. 1). Измерительная цепь состоит из n номинально равных и последовательно соединенных газонаполненных конденсаторов типа ФГТ-И емкостью 0,1 мкФ на напряжение 2 кВ,имеющих весьма малые потери и зависимость емкости от приложенного напряжения. Эквипотенциальные цепи состоят изn номинально равных и последовательно соединенных конденсаторов К74-14 емкостью 0,1 мкФ на напряжение 4 кВ.

Высоковольтное плечо С2делителя СВ составлено из (n-1) последовательно соединенных конденсаторовФГТ-И, помещенных в экраны, а низковольтное выходное плечо С1 делителя состоит из одного конденсатора того же типа, также помещенного в экран. Конструктивно ЕДН выполнен в виде колонныиз изоляционного материала, где конденсаторы измерительной и эквипотенциальной цепей размещены по окружности колонны в виде винтовой линии.

Эквипотенциальные цепи СЭП1 и СЭП2выполнены аналогично измерительной цепи СВ. При этом защитный потенциал электродов измерительного ЕДН определяется соответствующим потенциалом эквипотенциального делителя СЭ1, а защитный потенциал экрана определяется соответствующим потенциалом эквипотенциального делителя СЭП2.

Соединение конденсаторов измерительной цепи ЕДН и эквипотенциальных цепей производится при помощи коаксиальных разъемов типа СР-50, что обеспечивает возможность калибровки независимой калибровки ЕДН.

Следует отметить, что обеспечение постоянства коэффициента деления ЕДН в широком диапазоне измеряемых напряжений в решающей степени зависит от стабильности емкости конденсаторов, составляющих измерительную цепь СВЕДН.

С использованием газонаполненных конденсатор типа ФГТ-И онденсаторов емкостью 0,1 мкФ был построен ЕДН на напряжения до 220/ 3 кВ.

Разработанный высоковольтный ЕДН может быть использован в составе средства поверки высоковольтных измерител измерительных трансформаторов напряжения [3]. Данное средство поверки является мобильным, и позволяет проводить поверку трансформаторов напр напряжения при рабочем напряжении на месте их эксплуатации, что сн снижает общие затраты на их поверку.

Рис. 1. Принципиальная схема составного емкостного ного делителя высокого напряжения Литература

1. Загорский, Я.Т. Метрологическое обеспечение измерений для учета электроэнергии – насущная или ничтожная проблема? / Я.Т. Загорский //Новости Электротехники. – 2003. – № 3. – С. 38-41.

2. Полезная модель РФ №7209, МПК G01R35/02. Устройство для поверки высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения / А.И. Нефедьев. Опубл. 16.07.1998.

3. Нефедьев, А.И. Методы и средства повышения точности высоковольтных составных ёмкостных делителей напряжения / А.И.

Нефедьев // Приборы. - 2010. - № 11. - C. 49-52.

Связь с автором: nefediev@rambler.ru

–  –  –

В последнее время в строительстве жилых и общественных зданий широкое применение получил метод монолитного бетонирования основных несущих конструкций. Особенностью этого метода является необходимость бесперебойного непрерывного снабжения качественной бетонной смесью, которая не может быть произведена непосредственно на объекте строительства. Снабжение бетонной смесью осуществляется зачастую из нескольких бетоносмесительных узлов (БСУ) расположенных на различном расстоянии от объекта строительства при помощи автомобилей-бетоновозов, которые нанимаются отдельно. Оптимизировать число автомобилейбетоновозов, за счет снижения времени простоев и тем самым снизить издержки на их наем, обеспечив при этом непрерывность строительного производства, является одной из актуальных задач строительства.

Для решения задачи оптимизации является эффективным применение имитационного моделирования с использованием нечеткоинтервального подхода [1-2]. Для этого было принято, что каждый БСУ имеет одинаковую способность отгрузить бетон, при этом они расположены на различных расстояниях от потребляющего бетон строительного объекта. Кроме того, имеется парк автомобилейбетоновозов, осуществляющих перевозку сырья.

В такой имитационной модели снабжения строительного объекта бетоном число автомобилей является внешним управляющим параметром.

Базовыми входными переменными в данной производственнологистической системе можно принять следующие факторы: время загрузки автомобиля; время разгрузки автомобиля; продолжительность мелкого ремонта, который осуществляется водителем в пути;

производительность каждого из карьеров; скорость автомобиля; количество используемых автомобилей.

В соответствии с реальными условиями транспортных перевозок все входные величины, за исключением числа используемых автомобилей-бетоновозов (управляющий параметр), характеризуются неопределенностями. Они описываются соответствующими частотными распределениями, параметры которых в данном случае принимаются в соответствии с текущими нормативами в строительстве.

Выходными характеристиками процесса, определяющими его эффективность, являются: суммарное время простоя автомобилей на объекте строительства из-за отсутствия бетона; общее время простоя объекта строительства из-за отсутствия бетона; общее время простоя автомобилей на погрузке; общее время простоя автомобилей при разгрузке; суммарная продолжительность мелкого ремонта; общая стоимость перевозок.

При использовании имитационного моделирования принимали, что суммарная производительность (способности отгружать бетон) БСУ равна потребности объекта строительства в бетоне.

Для реализации нечетко-интервального подхода – расширения полученных аналитических выражений, была разработана балансовая модель системы, которая на первом этапе полагается четко детерминированной, то есть суточная потребность бетона прямо пропорциональна произведению количества автомобилей-бетоновозов на их грузоподъемность и число рейсов [3].

Продолжительность одного полного рейса автомобиля (включая время на загрузку и разгрузку автомобиля) (мин) описывалась зависимостью:

Si t i = 2 * 60 + t П + t РАЗ, (1) V где tП-время загрузки, мин; tРАЗ- время разгрузки, мин, V - скорость автомобиля при перевозке км/ч; i - номер БСУ, в который совершается рейс; Si-расстояния от объекта строительства до i-го БСУ, км.

Множитель 60 соответствует переводу единиц измерения (скорости автомобиля из км/час в км/мин).

Количество рейсов, совершаемых за рабочий день в каждый из

БСУ, ед., определялась формулой:

( t РД t i )a i ni =, (2) 60 c где tРД- продолжительность рабочего дня за вычетом времени обеденного перерыва, мин; с - грузоподъемность одного бетоновоза, т;

ai- производительность соответствующего БСУ, т/ч.

Выражение (tРД - ti) в (2) формализует выполнение следующего условия: если водитель не успевает до конца рабочего дня совершить рейс (конец рабочего дня застанет его в пути), то для этого водителя рабочий день считается законченным и его автомобиль направляется в гараж.

Время от начала рабочего дня до разгрузки первого автомобиля на объекте строительства характеризовалось выражением (мин):

–  –  –

где tПЕРВ- время от начала рабочего дня до разгрузки первого автомобиля на объекте строительства, мин.

Стоимость перевозок, совершенных за весь рабочий день, тыс.

руб., рассчитывалась по формуле:

–  –  –

где st0 - стоимость перевозки одной тонны груза на расстояние в один километр, тыс. руб./т.км.

Общая продолжительность мелкого ремонта в течение рабочего дня, мин., определяется выражением:

–  –  –

где r0 - нормативный коэффициент ремонта, минут ремонта/часов работы автомобиля.

Общее время простоя автомобилей на погрузке и в очереди на погрузку, мин., характеризовалось соотношением:

–  –  –

вившемся режиме работы (после того как каждый из автомобилей уже совершил по одному рейсу на объект строительства).

Общее время простоя автомобилей на разгрузке и в очереди на разгрузку, мин., рассчитывалось по зависимости:

–  –  –

ентом, учитывающим неодновременность прихода автомобилей из разных БСУ на разгрузку.

В соответствии с общими принципами нечеткого расширения входные неопределенные переменные заменялись нечеткими интервалами, полученными из соответствующих частотных распределений.

Полученные результаты моделирования свидетельствуют о том, что использование нечетко-интервального подхода обеспечивает достаточно высокую точность и при решении задач многокритериальной оптимизации.

–  –  –

1. Саати Т., Кернс К. Аналитическое планирование. Организация систем. М.: Радио и связь, 1991. 224 с.

2. Севастьянов П.В., Вальковский В.И. Имитационное моделирование технологических процессов в транспортно-сбытовой логистике при нечетких исходных данных // Ресурсы Информация Снабжение Конкуренция. 1999. № 2-3. С. 79 - 83.

3. Севастьянов П.В., Вальковский В.И.Методика нечеткоинтервального имитационного моделирования техникоэкономических систем // Информационные технологии. 1999, №6, С.

23-26.

Связь с автором: nisigasa@mail.ru

–  –  –

Аннотация: В статье изложен материал, о создании и отработке беспилотных летательных аппаратов различных типов. Использованы технические решения, данные исследований, проведённых специалистами, а также данные собственной НИОКР.

В различных сферах возросло внимание к беспилотным летательным аппаратам (БПЛА). Необходимо отметить, что сейчас области применения и возможности БПЛА значительно расширились и у перспективных моделей появились задачи как для военного, так и для гражданского назначения.

БПЛА различаются по массе (от аппаратов в 0,5 кг, сравнимых с авиамоделью, до 10-15-тн), высоте и продолжительности полета [1].

Впервые БПЛА появились в середине 1930-х годов в виде управляемыхвоздушных мишеней, используемых на учебных стрельбах. В 1950-х годах создали беспилотные самолетыразведчики. В 1970-1980г.г. появились машины ударного назначения из ОКБ П.О. Сухого, А.Н.Туполева, В.М.Мясищева, А.С. Яковлева, Н.И. Камова.

У истоков создания БПЛА стоял Харьковский авиационный институт(ХАИ). В 1965-1970 г.г. в лаборатории кафедры конструкции ХАИпроведена отработка нескольких модификаций беспилотного ЛА Черановского О.Р., который долгое время возглавлял лабораторию лётныхиспытаний.

Беспилотные ЛА в ХАИ имели классическую схему моноплана с различным расположением вертикального и горизонтального хвостового оперения. Для взлёта использовали компактный стандартный сбрасываемыйтвёрдотопливный ракетный двигатель. Фюзеляж

– круглого сечениясборно-клёпаной конструкции из тонкостенного алюминиевого листа. Крыло прямоугольное толстого профиля металлопластиковое, без центральноголонжерона, где конструкция металлического набора облицовываласьстеклопластиком. Все плоскости и киль снабжены элементами управления, акрыло – и элеронами. Конструкция не имела шасси. Для обеспечениябезопасной посадки в хвостовой части фюзеляжа располагался стандартный парашют.

Взлёт ЛА выполнялся по трубчатым направляющим, установленным на автомобиле Урал-375. Посадка – с применением хвостового парашюта. Контакт с землёй гасился носовым телескопическим спецамортизатором,многократного действия.

Направляющие фермы автомобиля Урал-375 в горизонтальном положении – использовались для транспортировки аппарата, а для запуска направляющие фермы, при помощи гидропривода, устанавливалисьпод острым углом к горизонтальной оси автомобиля. Командный пункттелеметрии и управления располагался в кузове отдельного автомобиля.

ЛА строился для отработки схем конструкции, скрытного взлёта безпредварительной подготовки, активного маневрирования в воздухе ипосадки на любую неприспособленную площадку – с последующейнемедленной эвакуацией (см. рис. 1-5). БПЛА, по сути, - летающая платформа для аппаратуры наблюдения.

Рис. 1. БПЛА с V-образным хвостовым оперением Рис. 2. БПЛА с Т-образным хвостовым оперением Рис. 3. Предстартовая (предполётная) подготовка

–  –  –

Соединив полезную нагрузку с бортовыми системами, можно получитьполноценный интегрированный комплекс, максимально оснащенныйрадиоэлектронным оборудованием. Это качественно новый видавиационной техники – фактически стратосферная платформа для решения задач, которые либо не по силам низко-, средневысотным пилотируемым ибеспилотным ЛА, либо требуют неоправданно больших затрат привыполнении их спутниковыми группировками.

В филиале ДВФУ в г. Арсеньеве ведётся собственная НИОКР поБПЛА из полимерных композиционных материалов (ПКМ), элементыфюзеляжа которого изготавливаются из тонкостенных многослойныхсиловых панелей, вместо тонколистовых металлических с подкреплением сетки профилей. Метод изготовления панелей из ПКМ позволяет одновременно с обшивкой панели в агрегате изготавливать подкрепляющуюсетку профилей для увеличения её прочностных характеристик. Известныконструкции и технологии изготовления агрегатов из ПКМ, где сиспользованием метода непрерывной намотки на станке с вращающейся оправкой (формообразующим инструментом) изготавливают объёмнуюоболочку [2]. Характерной особенностью является то, что на вращающуюся оправку непрерывно и равномерно укладывают по заданнойтраектории и с установленной скоростью, оплетая её как кокон, спиральныеленты из волокон ПКМ, пропитанных связующим и образующим силовойкаркас панели будущей конструкции из подкрепляющих профилей илисиловых элементов. На этой стадии формируется объёмная жёсткая сетчатаяконструкция из спиральных взаимно-пересекающихся волокон [3, 4].

Впоследствии сформированный каркас подкрепляющих профилей или силовых элементов усиливается наружными лентами, наматываемыми в кольцевом направлении. Причём намотка кольцевого слоя или уже обшивки по наружной поверхности панели производится на предварительноуложенные симметричные спиральные силовые слои.

Практически аналогична технологическая схема с рациональным сочетанием силовой схемы, где при изготовлении сетчатых (рёберных) композитных конструкций на поверхность вращающейся оправкипредварительно укладываются эластичные матрицы с наружнымипазами для изготовления рёбер панели, в которые в процессе намотки, вначале производственного цикла, укладываются пропитанныесвязующим волоконные жгуты, образующие систему симметричныхспиральных и кольцевых рёбер силового набора. Изготавливаемыенамоткой рёбра ориентированы перпендикулярно к наружнойповерхности будущей панели. Уже после заполнения пазов исформированности силового сетчатого каркаса из спиральных взаимно-пересекающихся рёбер наматывается наружная кольцевая обшивка. Затемпроводится процесс отверждения (фиксации формы) изготовленнойконструкции и снятие панели с оправки вместе с эластичными матрицами, которые остаются на внутренней поверхности панели. Впоследствииэластичные матрицы удаляются сначала вытягиванием во внутреннююполость оболочки и извлекаются наружу.

Отличительной особенностью процесса является то, что пазы под рёбра каркаса в эластичных вставках изготовлены по высоте меньшей, нежелитолщина вставки, т.е. толщина эластичной вставки должна быть больше чем высота паза ребра.

По указанной схеме можно изготовить однослойную панель с сетчатым каркасом рёбер, поскольку наращиванию числа слоёв панели препятствует потребность обязательного извлечения эластичных матриц после процесса. Получение нескольких слоёв обшивки или изготовление тонкостенных многослойных силовых панелей возможно при использовании вместоэластичных матриц, обводобразующих вставок, которые после выполнения технологической функции следует извлекать иным методом, тогда возможно изготовление любого потребного количества слоёв обшивки и в этомнаправлении сосредоточены исследования собственной НИОКР [5].

При заполнении лёгким газом, образующихся секций камер со стороныобводообразующих поверхностей конструкции ЛА, этот аппарат приобретает аэростатическую составляющую силы и подобным образом компенсирует часть собственной массы [6] (см. рис. 6).

Рис. 6. БПЛА – разработка филиала ДВФУ в г. Арсеньеве

–  –  –

1.Ю.Ф.Огнев, О.Ш.Бердиев, Ю.П. Денисенко. Применение нового ПКМ в конструкции микровертолёта // Актуальные вопросы современной техники и технологии [Текст]: Сборник докладов VI-й Международной научной конференции (Липецк, 28 января 2012г.). / Отв.

ред. А.В. Горбенко. – Липецк: Издательский центр «Гравис», 2012. – 176 с. с.56. ISBN 978-5-4353-0024-6

2. Основы авиа- и ракетостроения: учеб.пособие для вузов / А.С. Чумадин, В.И. Ершов, К.А. Макаров и др. – М.: Инфра-М.2008. – 992 с.: ил.

3. Ю.О. Бахвалов, С.А. Петроковский, В.П. Поликовский, А.Ф.

Разин. Проектирование углепластиковых нерегулярных сетчатых оболочек для ракетно-космической техники//Журнал Российской академии им. К.Э. Циолковского и Академии наук авиации и воздухоплавания «Полёт». –8.2009.

4. В.П.Поликовский. Исследование влияния расположения кольцевых рёбер на несущую способность композитных сетчатых отсеков нерегулярной структуры//Журнал Российской академии им.

К.Э. Циолковского и Академии наук авиации и воздухоплавания «Полёт». – 9.2009.

5. Способ изготовления тонкостенных многослойных силовых панелей. Положительное решение о выдаче патента №2011112270/05(018103). Ю.Ф. Огнев, О.Ш. Бердиев, заявлено 30.03.2011г.

6. Летательный аппарат. Патент РФ на полезную модель №109094 от 10.10.2011г. Ю.Ф. Огнев, О.Ш. Бердиев.Заявлено 29.03.2011г. Опубликовано: 10.10.2011 Бюл. №28.

Связь с автором: yuoognev@yandex.ru

–  –  –

Нанонаука основана на изучении объектов размерами менее 100 нм хотя бы в одном измерении, что и в обусловливает принципиально новые свойства: переход количества в качество.

Пра-пра…дедушкой понятий нанонаука, нанотехнология, наноматериалыследует считать греческого философа Демокрита, который 2400 лет назад впервые использовал слово “атом” для описания самой малой частицы вещества. А. Эйнштейн в 1905 г.опубликовал работу, в которой доказал, что размер молекулы сахара составляет примерно 1 нанометр. В1931 г.немецкие физики Макс Кнолл и Эрнст Руска создали электронный микроскоп, который впервые позволил исследовать нанообъекты.

Конкретизировал все и фактически положил начало всем сегодняшним «нанопроблемам» американский физик Ричард Фейнман, опубликовав в 1959 г. работу, где оценивались перспективы миниатюризации. Основные положения нанотехнологий были намечены в его легендарной лекции “Там внизу – много места” (“There’s Plenty of Room at the Bottom”), произнесенной им в Калифорнийском Технологическом Институте. Фейнман научно доказал, что с точки зрения фундаментальных законов физики нет никаких препятствий к тому, чтобы создавать вещи прямо из атомов (как бы из строительных кирпичиков).

Первым и самым главным признаком наночастиц является их геометрический размер - протяженность не более 100 нм хотя бы в одном измерении. Именно с таких размеров может наблюдаться качественное изменение свойств частиц по сравнению с макрочастицами того же самого вещества. Именно размерными эффектами определяются многие уникальные свойства наноматериалов. Для различных характеристик (механических, электрических и др.) критический размер может быть различным. Например, электропроводность начинает зависеть от размера частицы при уменьшении кристалла вещества до размеров 10-20 нм и менее.

Важнейшими свойствами наноструктур, отличающими их от обычныхматериалов, являются повышенная диффузионная и миграционная способность атомов, молекул веществ и электронов по поверхности твердых наноструктур, а для жидких наноструктур - ускоренная диффузия внутри них, повышенная прочность изолированных твердых наноструктур и способность твердых наноструктур к самоорганизации и самосборке.

Наноструктуры, находящиеся в жидкой, газовой среде и в вакууме, обладают максимальными возможностями к самоорганизации и самосборке.

Сканирующая зондовая микроскопия-один из важнейших современных методов исследования морфологии и локальных свойств поверхности твердого тела. Применительно к наночастицам термин «микроскопия» не отражает сущности процесса, и следует говорить о «наноскопии».

Учитывая абсолютные размеры наночастиц, с определенными допущениями можно считать, что наночастица представляет собой вещество, близкое по свойствам к межфазной границе.

С помощью нанотехнологий появляется возможность создавать новые сверхпрочные композиционные конструкционные материалы, не изменяя химический состав компонентов, а регулируя размеры и формы частиц, составляющих вещество. Первые же исследования показали, что, например, нанотрубки обладают уникальными механическими свойствами. Модуль упругости вдоль продольной оси трубки достигает 70 х 10 МПа. Для сравнения: у легированной стали он равняется 2,1 х 10 МПа, а у наиболее упругого металла иттрия – 5,2 х 10 МПа. Кроме того, однослойные нанотрубки имеют высокую эластичность.

С позиций квантовой механики электрон может быть представлен волной, описываемой соответствующей волновой функцией.

Распространение этой волны в наноразмерных твердотельных структурах контролируется эффектами, связанными с квантовым ограничением, интерференцией и возможностью туннелирования через потенциальные барьеры. Свободный электрон в твердом теле, может беспрепятственно распространяться в любом направлении.

Ситуация кардинально меняется, когда электрон попадает в твердотельную структуру, размер которой, по крайней мере в одном направлении, ограничен и сравним с длиной электронной волны. В данных направлениях возможно распространение только волн с длиной, кратной геометрическим размерам структуры. Это значит, что соответствующие им электроны могут иметь только определенные фиксированные значения энергии, вызывая дополнительное квантование энергетических уровней. Это явление получило название квантового ограничения.Так, с одной стороны, есть трубки с хорошей электронной проводимостью, а с другой стороны, большинство трубок – это полупроводники с шириной запрещенной зоны от 0,1 до 2 эВ. Управляя их зонной структурой, можно создать различные электронные приборы. В частности, появляется реальная перспектива разработки запоминающих устройств с плотностью записи до 1014 бит/см.

Итак, наночастицы обладают комплексом уникальных свойств.

Многие из них еще не полностью изучены, а другие, возможно, и не открыты. Эти свойства открывают возможности принципиального изменения современного состояния науки и техники и создают предпосылки к новой технической революции, которая началась и станет содержанием 21 века.

Литература

1. Бинниг Г. Сканирующая туннельная микроскопия - отрождения к юности: нобелевские лекции по физике/Г. Бинниг, Г. Рорер//УФН. - 1996. - Т. 154 (1988), вып. 2. - С. 261.

2. Календин В. В. Нанометрия: проблемы и решения/В. В. Календин//Автометрия. - 2004. - Т. 40, № 2. - С. 20-36.

3. Кластеры, структуры и материалы наноразмера: технические перспективы/М. А. Меретуков (и др.). — М.: Руда и металлы, 2005. — 128 с.

4. Ковальчук М. В. Органические наноматериалы, наност руктуры и нанодиагностика/М. В. Ковальчук // Вестник РАН. - 2003. - Т. 73, № 5. - С. 405-412.

–  –  –

В технологиях упрочнения и восстановления деталей машин и механизмов большое внимание следует уделять обеспечению требуемой конструктивной точности и шероховатости поверхностей деталей после нанесения покрытий, что практически невозможно без применения механической обработки. Причем для повышения производительности чистовой обработки деталей типа «тел вращения»

целесообразно заменять абразивное и алмазное шлифование токарной обработкой инструментами, оснащенными сверхтвердыми материалами на основе поликристаллов кубического нитрида бора (композитов) [1].

Анализ исследований в области обеспечения качества поверхностного слоя и точности обработки деталей машин позволяет утверждать, что для современного машиностроения наиболее рациональным является установление связи параметров качества поверхности с технологическими факторами процесса резания [2].

Нами были проведены исследования влияния режимов резания на шероховатость обработанных наплавленных поверхностей деталей.

Для установления степени влияния режимов резания на шероховатость обработанной поверхности проведем полный факторный эксперимент применительно к токарной обработке наплавленных гетерофазных поверхностей инструментами, оснащенными композитами. В качестве переменных были выбраны скорость резания v, подача s и глубина резания t.

Методом Бокса - Уилсона получены оптимальные значения скорости резания, подачи и глубины резания, обеспечивающие минимально возможные значения шероховатости обработанных наплавленных поверхностей деталей.

Уровни факторов и интервалы варьирования приведены в таблице 1, матрица полного факторного эксперимента 2 – в таблице 2.

–  –  –

Математическое планирование провели с преобразованием параметра оптимизации и факторов. Преобразование независимых ~ переменных X i выполняем с помощью уравнения

–  –  –

Табличное значение F-критерия при 5%-ном уровне значимости и числе свободы f=3 равно 9,1. Так как FpFт, то линейная модель адекватна.

Следовательно, зависимость шероховатости от режимов резания при лезвийной обработке наплавленных поверхностей с достаточной точностью можно представить уравнением

–  –  –

В результате математической обработки данных была получена следующая зависимость шероховатости от режимов резания при обработке наплавленных поверхностей композитом 10:

–  –  –

Проанализировав полученную зависимость, делаем вывод, что наиболее существенное влияние на параметры микрогеометрии обрабатываемой поверхности оказывают скорость резания ивеличина подачи. Глубина резания оказывает наименьшее влияние на шероховатость обработанной поверхности. Выполненные экспериментальные исследования показали незначительные отклонения экспериментальных и теоретических зависимостей параметров режимов резания на шероховатость обработанных наплавленных поверхностей.



Pages:   || 2 |
Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Министерст...»

«mini-doctor.com Инструкция Диокор 80 таблетки, покрытые пленочной оболочкой, по 80 мг/12,5 мг №10 (10х1) ВНИМАНИЕ! Вся информация взята из открытых источников и предоставляется исключительно в ознакомительных целях. Диокор 80 таблетки, покрытые...»

«УДК 616.34-07 ББК 54.132 М-23 Мануйлов Александр Михайлович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой хирургии №2 ФПК и ППС Кубанского государственного медицинского университета, т.:89882456767; Болоков Махмуд Сальманович, кандидат медицински...»

«Департамент здравоохранения города Москвы ЦЕНТР ПЛАНИРОВАНИЯ СЕМЬИ И РЕПРОДУКЦИИ ДОГОВОР № ОБ ОКАЗАНИИ ПЛАТНЫХ МЕДИЦИНСКИХ УСЛУГ город Москва " " 2016 года Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Центр планирования семьи и репродукции Департамента здравоохранения г...»

«mini-doctor.com Инструкция Финлепсин таблетки по 200 мг №50 (10х5) ВНИМАНИЕ! Вся информация взята из открытых источников и предоставляется исключительно в ознакомительных целях. Финлепсин таблетки по 200 мг №50 (10х5) Действующе...»

«XJ0400123 ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Дубна Р9-2004-32 Ю. Г. Аленицкий*, С. Б. Ворожцов, А. С. Ворожцов, А. А. Глазов, Г. В. Мицын, А. Г. Молоканов, Л. М. Онищенко ЦИКЛОТРОН С РЕГУЛИРУЕМОЙ ЭНЕРГИЕЙ ДЛЯ ПРОТОННОЙ ТЕРАПИИ Направлено в журнал "Письма в ЭЧАЯ" *E-mail: alen@jinr.dubna...»

«КОЛОДЯЖНАЯ ОКСАНА ИВАНОВНА ГЕНДЕРНЫЕ И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КАРДИОРЕНАЛЬНЫХ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ И КАЧЕСТВА ЖИЗНИ У ПАЦИЕНТОВ ХРОНИЧЕСКОЙ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ ИШЕМИЧЕСКОГО ГЕНЕЗА 14.01.05 Кардиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Научный...»

«Эректильные дисфункции в клинике соматоформных расстройств И. Ю. Кан М. И. Ягубов Н. Д. Кибрик #05/11 Психоневрология Симпозиум Терапия Расстройства эрекции преобладают среди жалоб, предъявляемых пациентами при обращ ении...»

«© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2014 УДК 616.127-005.8-073.755.4-06:616.61]-07 ФАКТОРЫ РИСКА КОНТРАСТИНДУЦИРОВАННОЙ НЕФРОПАТИИ У БОЛЬНЫХ С ИНФАРКТОМ МИОКАРДА Калаева В.В.1, Каретникова В.Н.1, 2, Осокина А.В.1, 2, Груздева О.В.1, Кашталап В.В.1, 2, Евсеева М.В.2, Б...»

«УДК 159.91: 616.132.2 Пчельникова Е.И. СПЕЦИФИКА ОКАЗАНИЯ СОЦИАЛЬНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ ЛЮДЯМ, ПЕРЕЖИВШИМ КЛИНИЧЕСКУЮ СМЕРТЬ В статье на основании результатов теоретического и экспериментального анализа п...»

«Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Министерства здравоохранения Российской Федерации Кафедра мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф ОСОБЕННОСТИ ОКАЗАНИЯ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ ПОСТРАДА...»

«8 Специфические сердечно-сосудистые проблемы Жизненно важные клеточные вещества для профилактики и вспомогательной терапии • При стенокардии (ангина пекторис) • После инфаркта миокарда • При ортокоронарном шунтировании...»

«И.А. Гончар Современные системы оценки степени тяжести больных с инфарктом мозга Инсульт является одной из основных причин инвалидности и смертности во многих странах мира. Ежегодно от инсульта умирают более 300 тысяч человек [7, 17]. В структуре общей смертности населения России инсульт занимает второе место после ишемической болезни сер...»

«МАТЕРИАЛЫ X МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ 18 января 2017 "МЕДИЦИНА: АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ" apriori-nauka.ru ВЛИЯНИЕ ЭТАНОЛА В ПРЕНАТАЛЬНОМ РАЗВИТИИ ПЛОДА И НА ОРГАНИ...»

«Республика Калмыкия Приказ от 23 июля 2012 года № 1001ПР/111­П/133­ПР О мерах по предупреждению профессионального заражения медицинских работников вирусами иммунодефицита человека (ВИЧ), гепатитов B и С Принят Министерством здравоохранения и социального ра...»

«ГБОУ ВПО ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ КАФЕДРА АНЕСТЕЗИОЛОГИИ И РЕАНИМАТОЛОГИИ И.Е. Голуб Л.В. Сорокина Е.С. Нетесин Сепсис: определение, диагностическая концепция, патогенез и интенсивная терапия Учебное пособие Иркутск ИГМУ 2012 г. УДК 616.94-...»

«Саморегулируемая организация Некоммерческое партнерство "Союз "Энергоэффективность" (полное наименование СРО, членом которой является энергоаудитор, в соответствии со сведениями, содержащимися в государственном реестре саморегулируемых организаций в области энергетических обследований) СРО-Э-019, 14.09.2010 (номер...»

«МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ГИГИЕНЫ ТРУДА И. П. СЕМЁНОВ, И. А. КУРАШ, В. П. ФИЛОНОВ СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ И САНИТАРНО-БЫТОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТАЮЩИХ Методические рекомендации Минск БГМУ 2016 УДК 613.6(075.8) ББК 51.24 я 73 C30 Р...»

«Выпуск от 14.07.12 ИНФОРМАЦИОННОЕ АГЕНТСТВО REX Выпуск от 14.07.2012 Информационное агентство REX Телефон: +7 (495) 972-49-27 Сайт: http://www.iarex.ru Email: info@iarex.ru Выпуск от 14.07.12 Содержание: Материалы агентства • Самолёт врезался в автобус с людьми в Гане • Площ...»

«№ 5 2013 г. 14.00.00 медицинские и фармацевтические науки УДК 616.61-007.21-002.5(470.325) ТУБЕРКУЛЕЗ ЕДИНСТВЕННОЙ ПОЧКИ В БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ В. В. Фентисов ФГАОУ ВПО "Белгородский государственный национальный исследоват...»

«№ 6 2013 г. 14.00.00 медицинские и фармацевтические науки УДК 616.831-005.4:615.82 КОРРЕКЦИЯ КЛИНИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ ХРОНИЧЕСКОЙ ИШЕМИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА МАНУАЛЬНОЙ ТЕРАПИЕЙ М. В. Авров1, А. В. Коваленко2 Медицинский центр "Элигомед" (г. Кемерово) ГБОУ ВПО "Кемеровская государственная м...»

«УТВЕРЖДЕНА Приказом председателя Комитета контроля медицинской и фармацевтической деятельности Министерства здравоохранения Республики Казахстан от "_31_"072013 г. № 69...»

«Национальная ассоциация специалистов по контролю инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи (НАСКИ) ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В РОДОВОМ ЗАЛЕ Сентябрь, 2013 Авторы: Е.Б. Брусина – д.м....»

«Для элективного курса 2012-2013 гг. Профессор кафедры судебной медицины Сергей Владимирович Шигеев Вещества, попавшие в организм извне даже в малых количествах, оказывающие химическое или физико-химическое действие непосредственно или опосредованно за счет продуктов их биотрансформации, в...»

«Происхождение стыда и его проявления Год издания и номер журнала: 2009, №4 Автор: Рехардт Э. / Иконен П.П. Комментарий: Глава из книги Э. Рехадта "Ключевые проблемы психоанализа: Избранные труды" (2009), вышедшей в свет в издательстве Когито-Центр. Введение В последни...»

«Москва 2011 Автор: Сычев Дмитрий Алексеевич доктор медицинских наук, лауреат Премии Правительства РФ в области науки и техники, лауреат премии РАМН им. Н.П. Кравкова за лучшую работу по фармакологии и токсикологии, консул от России в Европейской ассоциации клинических...»

«МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРИКАЗ от 22 апреля 2002 года N 50 Об утверждении Федеральных авиационных правил Медицинское освидетельствование летного, диспетчерского состава, бортпроводников, курсантов и кандидатов, поступающих в учебные заведения гра...»

















 
2017 www.doc.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.