ISSN 2223-1560 · EISSN 2686-6757

Язык: ru

Статья: ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕМПФИРОВАНИЯ ВИБРАЦИЙ РЕЗЦОВ (2024)

Читать

Читать онлайн

Цель исследования. Среди множества способов формообразования поверхностей, применяемых в машиностроении, существенную часть занимают процессы обработки деталей резанием в том числе точением. Процесс резания металлов в большинстве случаев сопровождается вибрациями и колебаниями инструмента, которые дестабилизируют обработку, уменьшают ее качество, стойкость инструмента и производительность процесса. Снизить негативное влияние вибрации возможно использованием элементов, поглощающих или снижающих колебания рабочей части инструмента. Известны конструкции резцов, называемых демпфирующими, способных уменьшить отрицательное влияние вибраций при точении. Однако основным их недостатком является жесткая связь с установочно-зажимными элементами станка, через которые передается вибрация на инструмент. Решение данной проблемы возможно совершенствованием конструкции инструмента с целью повышения устойчивости процесса резания. Конструкции токарных резцов, увеличивающих их стойкость, снижающих вибрации, возникающие в процессе резания, и повышающих качество обработанной поверхности представляют практический и научный интерес. Цель исследования состоит в создании инновационных моделей инструмента, в частности, токарных резцов, способных улучшить качество поверхностного слоя обрабатываемой детали, ее эксплуатационные свойства, а также стойкость режущей части инструмента.

Методы. Проектирование и изготовление новых резцов с державкой, которая имеет элементы, изолирующие рабочую часть резца от контакта с крепежной частью суппорта станка, а также различными жесткостями и размерами.

Результаты. Увеличение эффективности демпфирования колебаний резца, снижение его материалоемкости, т. к. размеры упругих элементов меньше половины длинны державки резца, улучшение качества поверхностного слоя обрабатываемой детали, ее эксплуатационных свойств, а также стойкости режущей части инструмента.

Заключение. Предлагаемые демпфирующие резцы отвечают поставленным цели и задачам. Теоретические исследования и промышленные испытания, простота конструкций и технологий изготовления новых демпфирующих резцов позволяют рекомендовать их для внедрения в производство. Резцы могут применяться при токарной обработке различных конструкционных материалов.

Ключевые фразы: резец, вибрации, демпфирующие полу вставки, жесткость

Автор (ы): Малыхин Виталий Викторович, Новиков Сергей Георгиевич

Журнал: ИЗВЕСТИЯ ЮГО-ЗАПАДНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Идентификаторы и классификаторы

УДК: 621.929.7. Вибрационные смесительные машины. Вибраторы. Вибрационные устройства
Префикс DOI: 10.21869/2223-1560-2024-28-2-8-19
eLIBRARY ID: 67910899

Для цитирования:

МАЛЫХИН В. В., НОВИКОВ С. Г. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕМПФИРОВАНИЯ ВИБРАЦИЙ РЕЗЦОВ // ИЗВЕСТИЯ ЮГО-ЗАПАДНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА. 2024. ТОМ 28 №2

Текстовый фрагмент статьи

Список литературы

1. Патент №2009768 Российская Федерация: МПК5 В23В27/00/. Резец / Рогов В.А.; заявитель патентообладатель Российский университет дружбы народов. №5014352/08; заявл. 02.12.91; опубл. 30.03.94.
2. Патент №2280542 Российская Федерация: МПК7 В23В27/00/. Резец / Васин Л.А., Бородкин Н.Н.; заявитель патентообладатель ГОУ ВПО Тульский государственный университет (ТулГУ). 25.04.2005; опубл. 27.07.2006.
3. Патент №2287405 Российская Федерация: МПК В23В27/10/. Резец / Полежайкин Г.М., Ладошкин Н.А., Фомин А.Г. Полежайкин И.Г., Ефаньева Т.Г.; заявитель патентообладатель ГОУ ВПО “Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева”. №2005 124 690/02; заявл. 02.08.2005; опубл. 20.11.2006.
4. Патент №2107588 Российская Федерация: МПК В23В27/16/. Резец / Войтенко В.Г., Е Татаркин.Ю., Ситников А.А.; заявитель патентообладатель Алтайский государственный университет. №96123454/02; заявл. 15.12.96; опубл. 27.03.98.
5. А.С. 1252062 СССР кл. B23В27/16. Сборный резец / Федоров В. Л., Копылова В.В., Дьякова Э.Н., патентообладатель Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы. № 4932261/08 заявл. 11.03.91; опубл. 23.05.93, Бюл. № 19.
6. Инструментальное обеспечение процессов механической обработки твердыми сплавами и композитами / Е.И. Яцун, В.В. Малыхин, О.С. Зубкова, С.Г. Новиков. Курск, 2016. С.160-124. EDN: VYCJOT
7. Павлов Е.В., Смирнов И.М. О возможности применения резцов из композита при обработке поверхностей деталей, образованных сочетанием конструкционных материалов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. Т. 21, № 2(71). С. 91-98.
8. Иванов И.И., Воронов С.А. Исследование динамики процесса вибрационного сверления с управлением по размаху колебаний // Инженерный журнал: наука и инновации. 2018. Вып. 9. DOI: 10.18698/2308-6033-2018-9-1806 EDN: YAHMAP
9. Перевертов В.П., Авдонин Г. Т. Прогрессивные виброустойчивые конструкции металлорежущих инструментов // Труды Международного симпозиума “Надежность и качество”. Пенза, 2006. Т.2. EDN: NDWQNR
10. Новиков С.Г., Малыхин В.В. Конструкция демпфирующего резца с переменной жесткостью по длине державки // Провинциальные научные записки. 2019. №2(10). С.61-64. EDN: TMQNKS
11. Новиков С.Г., Малыхин В.В. Разработка конструкции демпфирующего резца с варьированием жесткости по длине державки // Известия Юго-Западного государственного университета. 2019. Т. 23, № 1. С. 31-42. DOI: 10.21869/2223-1560-2019-23-1-31-42 EDN: HEDQSX
12. Малыхин В.В., Яцун Е.И., Новиков С.Г. Виброаккустическая диагностика состояния режущего инструмента и микронеровностей обработанной поверхности // Справочник. Инженерный журнал. 2014. №14. С.31-35. EDN: RYQFMZ
13. Патент №2457077 Российская Федерация: МПК В23В27/0. Демпфирующий резец / Новиков С.Г., Малыхин В.В., Яцун Е.И. [и др.]; заявитель патентообладатель ФГБОУ ВПО “Юго-Западный государственный университет” (ЮЗГУ). № 2011 106 621/02; заявл. 22.02.2011; опубл. 27.07.2012, Бюл. № 21.9 15.
14. Разработка конструкции экспериментального образца демпфирующего резца // В.В. Малыхин, Е.И. Яцун, С.Г. Новиков, А.А. Фадеев // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: сборник научных трудов XI-ой Международной научно-практической конференции: в 4 т. Курск, 2014. Т. 4. С.234-238.
15. Разработка конструкций демпфирующих резцов / В.В. Малыхин, Е.И. Яцун, Ю.Н. Селезнев, С.Г. Новиков // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2016. № 11. С.25-27. EDN: MZHPCR
16. Патент №2457077 Российская Федерация: МПК В23В27/00. Демпфирующий резец с управляемой жесткостью / Новиков С.Г., Малыхин В.В., Яцун Е.И. и [др.]; заявитель патентообладатель ФГБОУ ВПО “Юго-Западный государственный университет” (ЮЗГУ). № 2013113649/02; заявл. 26.03.2013; опубл.10.12.2014, Бюл. № 34.
17. Демпфирующие резцы постоянной жесткости и упругой связью с системой “Станок-инструмент-деталь” / С.Г. Емельянов, В.В. Малыхин, Е.И. Яцун, С.Г. Новиков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 8. Ч.2. С.22-31. EDN: ZHTQTD
18. Яцун Е.И., Малыхин В.В., Новиков С.Г. Разработка и исследование конструкций демпфирующих резцов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 8. Ч.1. С.287-296. EDN: WLXULH
19. Патент №2479385 Российская Федерация: МПК В23В27/00. Демпфирующий резец с регулируемой жесткостью / Новиков С.Г., Малыхин В.В., Яцун Е.И. [и др.]; патентообладатель ФБОУ ВПО “Юго-Западный государственный университет” (ЮЗГУ). №2011141683/02; заявл. 13.10.2011. Опубл. 20.04.2013, Бюл. №11.
20. Патент №2621939 Российская Федерация: МПК В23В27/00. Универсальный демпфирующий резец с управляемой жесткостью / Новиков С.Г., Малыхин В.В., Яцун Е.И. [и др.]; патентообладатель ФГБОУ ВПО “Юго-Западный государственный университет” (ЮЗГУ). № 2015116208/02. Заявл. 28.04.2015. Опубл.08.06.2017, Бюл. №16.
21. Патент №268650021 Российская Федерация: МПК В23В27/00. Демпфирующий резец / Новиков С.Г., Малыхин В.В., Волосухин В.А., Глаголев Р.В.; заявитель патентообладатель ФГБОУ ВПО “Юго-Западный государственный университет” (ЮЗГУ). № 2018133445; заявл. 21.09.2018. Опубл.29.04.2019. Бюл. № 13.

Выпуск

Том 28 №2 (2024)

Кол-во страниц: 179 страниц

Другие статьи выпуска

ОЦЕНКА УЯЗВИМОСТИ ПРОТОКОЛОВ ОБМЕНА ДАННЫМИ БПЛА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ РАБОТЫ В НАГРУЖЕННЫХ РЕЖИМАХ (2024)

Авторы: Чёрный Сергей Григорьевич, Шипаренко Никита Витальевич, Зонтова Татьяна Владимировна

Цель работы. В настоящее время активно растёт интерес к использованию дронов в различных сферах. Причины связаны с непрерывным ростом технологий, с появлением быстрых микропроцессоров, которые обеспечивают автономное управление несколькими системами связи. Мониторинг, строительство, контроль и слежение - лишь некоторые из областей, в которых использование БПЛА становится обычным явлением. Цель работы заключается в изучении работы нагруженности протоколов обмена информации на различных уровнях взаимодействия и предложить варианты повышения надежности взаимодействия на основе гибридных технологий. Задачами исследования является детализация протоколов обмена данными в БПЛА на различных уровнях, с учетом анализа структуры передаваемой информации и гибридной модели.

Методы. В статье рассматриваются протоколы, задействованные в работе БПЛА на разных уровнях, их особенности, преимущества и недостатки, а также их сбои восстановление связи. Использование реалистичных технологических особенностей беспилотных летательных аппаратов для тестирования моделей и методов может оказаться весьма актуальным для практических целей в различных отраслях от гражданских до военных.

Результаты. В статье представлена детализация протоколов связи и обмена данными, которые используются в системах БПЛА, а также их производительность.

Заключение. Для качественной оценки влияния на безопасность информации, предлагается ввести гибридные модели компоненты, которые динамически адаптируют протоколы обмена данными на основе анализа угроз в режиме работы в реальном времени и возможностей системы. Рациональное использование энергии имеет решающее значение для осуществления эффективного и безопасного процесса работы БПЛА. Затронуты и рассмотрены вопросы защищенности канала передачи загруженности протокола с позиции затрат энергетических ресурсов.

Сохранить в закладках

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТРЁХКОЛЕСНОГО МОБИЛЬНОГО РОБОТА (2024)

Авторы: Политов Евгений Николаевич, Мальчиков Андрей Васильевич, Звонарев Илья Александрович

Цель. Повышение эффективности траекторного движения трехколесных роботов за счет разработки алгоритмов системы управления и подбора параметров на основании математического моделирования движения робота вдоль путевых точек, характеризующих требуемую траекторию движения. Разработка методов планирования траекторий трехколесного мобильного робота на основе алгоритма Pure Pursuit. Разработка математической модели устройства, позволяющей получить численное решение для управляемого движения робота по путевым точкам. Анализ результатов моделирования, с целью установления применимости предлагаемых решений для задач управления двухсекционным колесным роботом для ландшафтных работ.

Методы. В качестве основы при разработке системы управления траекторным движением робота используется алгоритм Pure Pursuit, позволяющий формировать траектории движения робота по путевым точкам с заданными параметрами движения. При разработке математической модели использовались методы теоретической механики, механики роботов, численного интегрирования, теории управления, электротехники и электромеханики. При создании программных продуктов использованы математические пакеты Matlab/Simulink.

Результаты. В результате проведенного исследования были обнаружены и подтверждены основные закономерности влияния параметра Lookahead Distance алгоритма траекторного движения Pure Pursuit на характер движения управляемого робота. Показано, что выбор величины данного параметра должен обосновываться задачами управления и условиями работы робота. Разработанная математическая модель позволила получить временные диаграммы для параметров движения робота, установить точность предлагаемых алгоритмов.

Заключение. В работе установлено, что предложенный в работе алгоритм Pure Pursuit может быть использован для осуществления траекторного управления колесных мобильных роботов. Метод не требует высокой производительности вычислительной системы и обеспечивает удовлетворительные качественные и количественные характеристики управления движением.

Сохранить в закладках

ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИЕРАРХИЧЕСКОГО ПОДХОДА РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ КИНЕМАТИКИ РОБОТА-МАНИПУЛЯТОРА (2024)

Авторы: Апокин Елисей Михайлович, Хандожко Виктор Александрович

Цель исследования. Разработка программной реализации иерархического подхода к решению обратной задачи кинематики робота-манипулятора с произвольным количеством сочленений. Разработанная библиотека может быть использована как в составе САПР машиностроительного назначения с поддержкой функционала инженерного анализа (CAE), так и для разработки программного обеспечения встроенных систем управления многокоординатными манипуляционными машинами.

Методы. Идея подхода заключается в итерационном приближении обобщенных координат в последовательности, определенной разработчиком. Количество необходимых итераций определяется требуемой точностью решения. В качестве исходных данных для решения обратной задачи кинематики требуется «матрица манипулятора» 4 × 4 в символьном виде, начальные значения обобщенных координат, и «матрица манипулятора» 4 × 4, описывающая финальные положение и ориентацию схвата. Для реализации выбран язык программирования Си стандарта ANSI C, поскольку он обеспечивает достаточную портативность и близость к аппаратуре.
Результаты. Результатом работы является библиотека языка программирования Си для ЭВМ под управлением операционных систем семейства Unix (например, GNU/Linux, freeBSD, openBSD, macOS, Solaris), которая предоставляет функции, необходимые для решения обратной задачи кинематики робота-манипулятора.
Заключение. В статье показан пример использования данной библиотеки для трехзвенного робота-манипулятора, а также построена траектория его движения по десяти точкам. Использование предложенной в статье библиотеки libreRGM3 может быть эффективным способом решения ОЗК при моделировании движения робота в САПР (например, OpenSCAD [8]), в учебных или исследовательских целях, в условиях работы с ЭВМ без графического интерфейса или с программируемым логическим контроллером и микроконтроллером.

Сохранить в закладках

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕБУЕМОГО СООТНОШЕНИЯ МЕМБРАННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ТЕНТОВОЙ ОБОЛОЧКЕ АРОЧНОГО ТИПА (2024)

Авторы: Чесноков Андрей Владимирович, МИХАЙЛОВ ВИТАЛИЙ ВИТАЛЬЕВИЧ

Цель исследования. Целью данной работы является разработка методики определения соотношения мембранных напряжений в тентовой оболочке, состоящей из множества секторов арочного типа, обеспечивающего требуемую высоту в центре сектора.

Методы. Для поиска требуемого соотношения мембранных напряжений применен итерационный метод хорд. Для определения высоты в центре сектора на каждой итерации производится поиск формы поверхности оболочки методом плотности сил, который заключается в определении координат узлов сети, наложенной на оболочку, путем решения системы уравнений равновесия, линеаризованной за счет введения подстановки, являющейся отношением усилий в элементах сети к их длинам.
Результаты. Разработан итерационный алгоритм поиска соотношения мембранных напряжений, состоящий из двух этапов: определение начального диапазона поиска и минимизация расхождения требуемой и полученной по расчету высоты оболочки в центре сектора. Эффективность алгоритма подтверждена численным моделированием ряда секторов тентового покрытия арочного типа на прямоугольном плане. Расхождение заданных высот в центре секторов и высот, полученных в специализированном лицензионном программном комплексе, не превышает 1,0 %.
Заключение. Форма поверхности тентовых оболочек зависит от мембранных напряжений. Задача поиска формы, в настоящее время, имеет достаточную степень теоретической проработки. Вместе с тем, обратная задача, позволяющая по заданным геометрическим параметрам оболочки найти искомое соотношение напряжений, не находит должного отражения в литературных источниках. Разработанная в настоящей работе методика будет способствовать упрощению процесса исследования и проектирования тентовых строительных конструкций. Дальнейшее развитие предложенной методики находится в области расчета многосекционных тентовых систем с учетом податливости опорных конструкций, разделяющих смежные секции.

Сохранить в закладках

ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ФОРМ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ (2024)

Авторы: Милостная Наталья Анатольевна

Цель исследования. Разработка программного кода на языке программирования C#, реализующего алгоритм распознавания формы геометрических объектов на входном изображении при обеспечении надежности этого вычислительного процесса.

Методы. Алгоритм распознавания геометрических форм объектов основан на сочетании традиционных методов обработки изображений и интеллектуальных правил, определяющих вид геометрической формы объекта в зависимости от характеристик контуров, таких как моменты, количество их сторон и т.д. Для реализации данного метода в статье предлагается последовательность математических операций, включающая следующие этапы. Во-первых, метод включает операции размытие, преобразование исходного изображения в градации серого и инвертирование. На втором этапе осуществляется детектирование контуров и определение их характеристик, таких как моменты, периметр и др. На финальном этапе в зависимости от числа сторон, входящих в структуру контура, на основе интеллектуальных правил осуществляется сопоставление каждого найденного контура определенной геометрической фигуры.
Результаты. Разработаны алгоритм и инструкции создания программного кода для программной реализации процесса распознавания геометрической формы объектов. Определено, что предложенный алгоритм имеет высокую надежность, составляющую порядка 97%.
Заключение. Традиционные методы обработки изображений, такие как размытие и преобразование в градации серого, могут успешно сочетаться с методами выделения контуров и определения их геометрических характеристик. Подобная синергия методов обработки изображений позволяет создать алгоритм распознавания геометрических форм. Важно учитывать, что надежность и эффективность подобного алгоритма зависит от настройки пороговых значений, используемых в функциях обработки изображений, и дальнейшее исследование их характеристик может привести к улучшению результатов рассмотренного в статье алгоритма.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: ЮЗГУ
Регион: Россия, Курск
Почтовый адрес: 305040, Курская обл, г Курск, Центральный округ, ул 50 лет Октября, зд 94
Юр. адрес: 305040, Курская обл, г Курск, Центральный округ, ул 50 лет Октября, зд 94
ФИО: Емельянов Сергей Геннадьевич (РЕКТОР)
E-mail адрес: rector@swsu.ru
Контактный телефон: +7 (471) 2504820
Сайт: https://swsu.ru/

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.