О номере
ОБ ЭНЕГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТАХ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКЕ ОБРАЗЦОВ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ
Авторы: М.В. НОВОСЕЛОВА,
В.В. ИЗМАЙЛОВ
Аннотация: Проведена оценка применимости уравнения баланса мощностей при лазерной резке быстрорежущей стали со вспомогательным газом азотом для повышения эффективности процесса. Приведено сравнение величин энергетических параметров, полученных экспериментально и путем теоретического расчета. Установлено, что разрезание материала обеспечивается при значении энергии не менее 18 Дж/мм3 на единицу объема расплава. При этом шероховатость поверхности реза исследованных образцов соответствовала значениям параметра Ra = 1,3…6,8 мкм.
Ключевые слова: лазерная резка, быстрорежущая сталь, энергетический баланс.
СИНТЕЗ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КРИВОШИПНО-КОРОМЫСЛОВОГО МЕХАНИЗМА ПРИВОДА ВЕЛОСИПЕДА
Авторы: А.А. ГОЛОВНИН
Аннотация: Статья посвящена синтезу и кинематическому анализу рычажного механизма привода вращения заднего колеса велосипеда, ведущим звеном которого является обычная для велосипеда каретка с полноповоротным движением кривошипов. Для синтеза и кинематического анализа выбран механизм с простейшей структурной схемой – четырехзвенный рычажный, а именно кривошипно-коромысловый механизм. Принят общий порядок проектирования рычажного механизма. Приведен выбор с обоснованием задач, которые должны быть решены в процессе синтеза и кинематического анализа. В качестве показателя эффективности работы механизма предложено использовать отношение угла прямого хода кривошипа к углу половины дуги окружности (180°). Для кинематического анализа применен графоаналитический метод. Приведены планы скоростей и передаточные функции механизма для ряда характерных положений механизма на прямом ходе.
Ключевые слова: привод велосипеда, кривошипно-коромысловый механизм, синтез, кинематический анализ.
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБА И ПАТРОНА ДЛЯ УСТАНОВКИ ВАЛА СО ШПОНОЧНЫМ ПАЗОМ НА ЦЕНТРАХ СТАНКА
Авторы: А.П. АРХАРОВ
Аннотация: Представлен анализ известных способов и патронов для установки валов на центрах металлорежущих станков для их последующей обработки. Отмечена актуальность работы по созданию усовершенствованных способа и средства для установки вала со шпоночным пазом. Изложена сущность разработанного способа установки, в котором для передачи крутящего момента от шпинделя станка на вал создается шпоночное сопряжение путем автоматически выполняемых размещения вала на центрах станка и ориентирования его паза относительно кулачка патрона. Раскрыто устройство и принцип действия спроектированного патрона, который, кроме кулачков для удержания вала при его переносе на линию центров, содержит также прижим, препятствующий повороту вала при его ориентировании в угловом направлении. Приведено сравнение по отличительным признакам созданных способа и патрона с аналогичными известными решениями. Отражены оригинальность разработок и достигаемый технический результат.
Ключевые слова: вал, установка, шпоночный паз, способ, упорные центры, кулачковый патрон, шпоночное сопряжение, ориентирование.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА В БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ ПОСЛЕ ЛАЗЕРНОГО УПРОЧНЕНИЯ
Авторы: К.А. САХАРОВ
Аннотация: Методами растровой электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа исследованы микроструктура и химический состав быстрорежущей стали марки Р6М5 после лазерной закалки и лазерного отпуска. В зоне лазерной закалки из жидкой фазы практически все первичные карбиды растворяются в матрице, что позволяет получить структуру высоколегированных твердых растворов и снизить риск преждевременного выхода из строя инструментов из-за выкрашивания крупных карбидов в режущей кромке. Установлены закономерности формирования микроструктуры и распределения основных легирующих элементов.
Ключевые слова: микроструктура, быстрорежущая сталь, многоканальный лазер, растровая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ.
ВЗАИМОСВЯЗЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛАЗЕРНОГО ПЛАВЛЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСТРУКТУРЫ
НИКЕЛЕВОГО СПЛАВА
Авторы: М.В. НОВОСЕЛОВА
Л.Е. АФАНАСЬЕВА,
В.В. ИЗМАЙЛОВ,
Аннотация: Показана возможность использования уравнений энергетического баланса для оценки энергозатрат при нанесении и модификации износостойкого покрытия состава NiCrBSi на стальную поверхность с помощью порошковой лазерной наплавки. Для оценки энергетического вклада лазерного излучения в обрабатываемый материал использован ряд параметров: размерная и безразмерная энтальпии, плотность энергии, комплекс технологических параметров процесса. Рассмотрено влияние энергетических параметров на микроструктуру покрытия. Количественной характеристикой микроструктуры служит расстояние между дендритными ветвями второго порядка (дендритный параметр). Оптимизируя величину соответствующих энергетических параметров при наплавке или лазерной модификации поверхности по величине дендритного параметра, можно получить структуру покрытия, обеспечивающую требуемые механические свойства, в частности микротвердость и износостойкость.
Ключевые слова: лазерная наплавка, энергетические параметры, энергетический баланс, дендритный параметр.
АНАЛИЗ МЕХАНИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БАРАБАННОГО ФРЕЗЕРА МТФ-14 С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ
Авторы: И.М.о. ГУЛИЙЕВ
И.В. ГОРЛОВ,
Аннотация: В статье проведен анализ механических и конструктивных параметров привода барабанного фрезера МТФ-14. Рассмотрены конструктивные особенности установки редуктора привода фрез и перспективы использования гидравлического привода при капитальном ремонте агрегата. Приведено сравнение механического и гидравлического приводов с точки зрения возможностей использования типовых узлов при ремонте. Отмечены основные преимущества гидропривода, такие как повышение надежности, увеличение ресурса узлов фрезерного агрегата, улучшение управляемости режимами фрезерования. Установлены основные параметры гидросистемы, необходимые для обеспечения функционирования фрезерного агрегата. Предложены рекомендации по практическому использованию типовых узлов при капитальном ремонте с учетом выбора современных гидромоторов.
Ключевые слова: гидравлический привод, барабанная фреза, торфяная машина, гидросистема, энергоэффективность.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ПРОТОЧНОГО КАНАЛА
ДЛЯ ИНКУБАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ,
УСТАНАВЛИВАЕМОЙ НА ОТРАБОТАННЫХ
ТОРФЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
Авторы: А.А. АНДРИАНОВА
А.Л. ЯБЛОНЕВ,
Аннотация: Размещение в проточном канале отработанного торфяного месторождения инкубационной системы требует гидравлического расчета как самой системы, так и канала. Расчет элементов инкубационной системы (гнезда-инкубатора и подводящих гофрированных ПВХ-труб) был ранее уже представлен в ряде статей. В данной статье описана разработанная авторами методика расчета проточного канала и определены его основные параметры: гидравлический уклон дна, скорость течения потока и расход воды. Приведен пример расчета канала по предложенной методике. Отмечено, что рациональный внутренний диаметр гофрированной ПВХ-трубы составляет 25 мм, а требуемый уклон для инкубирования икры пеляди – 0,000 66…0,000 79. Рекомендована техника для рытья и ремонта проточного канала, приведена ее краткая характеристика.
Ключевые слова: отработанное торфяное месторождение, гофрированная ПВХ-труба, инкубационная система, гнездо-инкубатор, проточный канал, коэффициент Шези, расход, гидравлический уклон.
ОЦЕНКА ВОДНО-ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КУСКОВОГО ТОРФА С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИДРОФОБИЗАЦИИ ТОРФОМАССЫ ПЕРЕД ФОРМОВАНИЕМ
Авторы: А.В. КУПОРОВА
Аннотация: В статье рассмотрены вопросы о положительном влиянии гидрофобизации торфяной массы перед формованием на водно-технические свойства кускового торфа. Приведены результаты исследований по определению водопоглотительной и водоотталкивающей способностей образцов кускового торфа. Установлено, что применение гидрофобных добавок при производстве кускового торфа улучшает качественные характеристики исходного торфяного сырья, положительно влияет на водно-физические характеристики готовой продукции, позволяет сократить зависимость технологии производства от метеорологических условий региона добычи, а также свести к нулевым значениям удлинение сушки за счет влагообмена с залежью. Использование гидрофобных добавок обеспечивает снижение начальной влажности кусков торфа при формовании, а следовательно, сокращение энергетических затрат на производство.
Ключевые слова: кусковой торф, добыча, полевая сушка, гидрофобная добавка, технология, водопоглощение, водоотталкивающая способность.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ДИСКА ВАЛКОВОГО СОРТИРУЮЩЕ-СЕПАРИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
Авторы: А.В. КОНДРАТЬЕВ
С.М. КОЧКАНЯН,
Аннотация: Представлена математическая модель расчета толщины диска валкового сортирующе-сепарирующего устройства. Модель позволяет учитывать комплекс динамических нагрузок, возникающих при ударном взаимодействии диска с частицами тяжелой фракции, а также центробежные напряжения, обусловленные вращением дисков. При помощи полученной расчетной зависимости можно установить прямую взаимосвязь между кинематическими, конструктивными и технологическими параметрами валкового сортирующего устройства. На основании модели выполнена графическая интерпретация влияния массы тяжелой фракции, частоты вращения и радиуса диска на минимально допустимую его толщину. Установлено, что толщина диска монотонно возрастает с увеличением его радиуса и частоты вращения, а также с повышением массы транспортируемого камня, вследствие роста ударных нагрузок со стороны твердых включений. Практическая значимость модели заключается в возможности рационального выбора толщины дисков при проектировании сортирующих устройств валкового типа для гравия и щебня, что способствует повышению надежности и эффективности их работы.
Ключевые слова: валковое сортирующе-сепарирующее устройство, частота вращения валов, толщина дисков, ударная нагрузка, математическая модель, гравий и щебень.
МАГНИТНЫЕ СМАЗОЧНЫЕ ЖИДКОСТИ В ГОРНОМ ДЕЛЕ:
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ,
ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ
Авторы: А.Л. ЯБЛОНЕВ
А.Н. БОЛОТОВ,
Аннотация: Экстремальные условия эксплуатации горнодобывающего оборудования (абразивная пыль, высокая влажность, ударно-вибрационные нагрузки, широкий диапазон температур) лимитируют ресурс традиционных смазочных материалов и уплотнительных устройств. В статье представлен аналитический обзор физико-химических, реологических и трибологических свойств магнитных смазочных жидкостей (МСЖ) как класса «интеллектуальных» жидкостей и смазок. На основе критического анализа работ российских и зарубежных авторов систематизированы данные о влиянии концентрации наночастиц магнетита, параметров магнитного поля и материалов пар трения на коэффициент трения, износ и несущую способность МСЖ. Обобщены результаты экспериментальных испытаний МСЖ в магнитожидкостных подшипниках скольжения, уплотнениях валов, роликах ленточных конвейеров, буровом инструменте, зубчатых передачах редукторов, а также в процессах магнитной сепарации, магнитофлотации, смазочно-охлаждающих жидкостях для режущего инструмента и гидроразрыва пласта. В табличной форме представлены количественные показатели снижения вращательного сопротивления (до 73 %), повышения водостойкости (сохранение свойств после 24 часов в угольном шламе), увеличения ресурса (в 1,6…7 раз), извлечения золота при магнитофлотации (92…97 % против 75…82 %) и снижения износа режущего инструмента (на 50…70 %). Обозначены основные перспективные направления: крупнозазорные уплотнения (до 0,8 мм), гибридные системы «смазка + герметизация», адаптивные магнитореологические демпферы, а также интеллектуальные системы мониторинга состояния МСЖ. Приведен прогноз развития технологий на период до 2035 г.
Ключевые слова: магнитная жидкость, феррожидкость, трибологические свойства, магнитожидкостный подшипник, магнитожидкостное уплотнение, ленточный конвейер, шарошечное долото, магнитофлотация, смазочно-охлаждающая жидкость, наночастицы магнетита.
ИССЛЕДОВАНИЕ ИСТЕЧЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕННОГО ПОТОКА
ПРИ УСТРАНЕНИИ ЗАСОРА В ТРУБАХ-МОСТАХ
ПРИ ДОБЫЧЕ ТОРФЯНОГО СЫРЬЯ
Авторы: Л.В. ЛОБАЧЕВА
Д.М. ЩЕРБАКОВА,
Аннотация: Статья посвящена исследованию истечения загрязненного потока при устранении засора в трубах-мостах, используемых при добыче торфяного сырья. Засорение трубопроводов (илом, древесными и торфяными остатками) приводит к подпору воды в картовых каналах и снижению эффективности добычи. Изучено изменение гидравлических параметров (давления, скорости, расхода) потока при гидродинамической прочистке, оценена эффективность метода. Для этого создана лабораторная установка, моделирующая процесс истечения. Применены законы гидравлики для напорных трубопроводов, выполнены гидравлические расчеты по уравнению Бернулли, проведен анализ экспериментальных данных. Выявлена зависимость давления на выходе от плотности потока и конфигурации сечения, а также подтверждено влияние местных сопротивлений. Разработаны рекомендации по оптимизации обслуживания труб-мостов для повышения надежности осушительных систем.
Ключевые слова: добыча торфяного сырья, трубы-мосты, загрязненная масса, траншея, уравнение Д. Бернулли, выходное сечение, напорный трубопровод.
АЛГОРИТМ ПРИБЛИЖЕННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ
ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ НА БЕСКОНЕЧНОМ ГОРИЗОНТЕ
Авторы: Ю.Н. МАТВЕЕВ
О.Д. БЕЛОВА,
Аннотация: В статье рассмотрена задача поиска приближенного решения оптимального управления на бесконечном горизонте с использованием синтеза оптимального закона управления с обратной связью для динамических систем. Предложена схема последовательных редукций, позволяющая перейти от непрерывной постановки задачи к конечномерной дискретной модели. Для решения полученной системы уравнений динамического программирования применен метод последовательных приближений.
Ключевые слова: оптимальное управление, синтез обратной связи, динамическое программирование, уравнение Беллмана, метод последовательных приближений, дискретизация.
ПРИМЕНЕНИЕ РЕГРЕСИОННЫХ МОДЕЛЕЙ
ДЛЯ ЧАСТИЧНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ОЦЕНКИ ТРУДОЗАТРАТ
В ИТ-ПРОЕКТАХ
Авторы: К.А. КАРЕЛЬСКАЯ,
Р.А. ЛУКЬЯНОВ
Аннотация: Статья посвящена исследованию потенциала применения регрессионных моделей в контексте итеративно-инкрементальной методологии управления ИТ-проектами. Раскрыты теоретические основы и методологические подходы, лежащие в основе данного направления, а также проанализирован практический опыт настройки и разработки регрессионных моделей. Рассмотрена их эффективность при оценке трудозатрат и планировании ресурсов в сфере информационных технологий.
Ключевые слова: регрессионная модель, масштабирования данных, машинное обучение, автоматизация, оценка метрик модели машинного обучения, гибкая методология, управление ИТ-проектами.
ПЛАНИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ЛИНЕЙНОГО РАСКРОЯ МЕТАЛЛОПРОКАТА МЕТОДАМИ ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Авторы: Ю.Н. МАТВЕЕВ,
А.В. ИВАНОВ
Аннотация: В статье рассмотрена задача оптимального линейного раскроя металлопроката при производстве железобетонных изделий. Обоснована актуальность снижения производственных отходов в строительной отрасли. Описана трехэтапная методика, объединяющая формирование планов раскроя, применение методов целочисленного линейного программирования и процедуру выбора оптимального решения на основе нескольких решений. Приведена математическая постановка задачи целочисленного линейного программирования и приведен прикладной пример раскроя арматурных стержней.
Ключевые слова: линейный раскрой, металлопрокат, целочисленное линейное программирование, минимизация отходов, оптимизация.
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ЗАДАЧАХ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛИЧНОСТИ ПО ВИЗУАЛЬНЫМ ДАННЫМ
Авторы: Е.Е. ФОМИНА
Аннотация: В статье описана автоматизированная система для поддержки принятия решений при судебно-медицинской идентификации личности по фото- и видеоматериалам. Система построена по модульному принципу, что обеспечивает ее гибкость и возможность интеграции новых аналитических алгоритмов. Особое внимание уделено комплексному извлечению как количественных, так и качественных биометрических признаков головы, включая анализ красной каймы губ, ушной раковины, прогнозирование пола и расовой принадлежности, а также анализ походки. Каждый модуль ориентирован на извлечение специфических признаков для формирования индивидуального профиля. Модуль поддержки принятия решений агрегирует данные, выполняет взвешенное сопоставление с базой данных известных лиц и формирует итоговое заключение. Разработанная система повышает объективность, точность и скорость идентификации, автоматизируя трудоемкие процессы.
Ключевые слова: автоматизированная система, поддержка принятия решений, идентификация личности, биометрическая идентификация, фотоматериалы, видеоматериалы.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ СО СВЕРХБОЛЬШИМ КОЛИЧЕСТВОМ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ
Авторы: С.В. АЛЕКСЕЕВА,
С.А. ВОЙНАШ,
Н.Н. ВЕРНЕР,
В.А. СОКОЛОВА,
С.Л. ГОРОБЧЕНКО
Аннотация: Статья посвящена решению задачи прогнозирования для последовательностей, содержащих сверхбольшое количество временных рядов (до 300 тысяч и более) и характеризующихся нестационарностью, разнородностью и наличием сезонности.
Рассмотрена проблема выбора оптимальной методики прогнозирования на примере данных о продажах крупной распределительной сети. Проведен сравнительный анализ нескольких моделей временных рядов, реализованных в библиотеках языка Python (pmdarima, statsmodels, skforecast, statsforecast, sktime), включая ARIMA, SARIMA и их модификации с экзогенными факторами (ARIMAX, SARIMAX). Обоснован выбор наиболее эффективной модели SARIMAX на основе минимизации ошибки RMSE. Для повышения вычислительной эффективности при работе с массивами данных большого объема предложен подход, основанный на предварительной кластеризации рядов с использованием методов k-средних, метрик Евклида и DTW, а также оптимизации числа кластеров методами «локтя» и «силуэта». Показано, что прогнозирование на основе центроидов кластеров с последующей обратной нормировкой позволяет значительно сократить время вычислений без критической потери точности. Результаты работы подтверждают эффективность предложенного подхода для построения достоверных прогнозов в системах управления поставками.
Ключевые слова: временные ряды, прогнозирование, большие данные, кластеризация, экзогенные переменные, метод k-средних, машинное обучение, Python, оптимизация, анализ данных.