Руковицин Илья Геннадьевич¹, кандидат технических наук, доцент кафедры «Динамика, прочность машин и сопротивление материалов, е-mail: irukovitsyn@mail.ru

¹Московский политехнический университет, Москва

В работе рассмотрен способ оценки работоспособности газоперекачивающего агрегата с ротором компрессора на активных электромагнитных подшипниках. По результатам модального и гармонического анализа упругого валопровода газоперекачивающего агрегата, в состав которого входит гибкий ротор компрессора, следуя рекомендациям стандарта API 617, определяются необходимые коэффициенты отстройки и усиления для критической частоты первой изгибной формы колебаний роторной машины, возбуждаемой силами остаточного дисбаланса. На основании полученных коэффициентов проводится анализ оценки динамических характеристик гибкой роторной машины с упруго-демпферными опорами, которыми являются магнитные подшипники. Проведенное исследование позволяет сформировать новые критерии оценки работоспособности газоперекачивающих агрегатов с гибкими роторами на активных магнитных подшипниках, с учетом принятых эксплуатационных режимов работы роторной машины и отсутствия затрат на проведение изменений в конструкции ротора.

Ключевые слова: роторные машины, магнитные подшипники, вынужденные колебания, силы остаточного дисбаланса, критические частоты, стандарт API 617

Список литературы

1. Руковицын И.Г., Асадулин В.А. Особенности динамики ротора турбодетандера на электромагнитном подвесе // Машиностроение и инженерное образование. 2018. № 3. С. 8–13.

2. Руковицын И.Г. Установившиеся колебания упругого ротора на активных электромагнитных подшипниках // Машиностроение и инженерное образование. 2019. № 1. С. 14–19.

3. Стандарт API 617 (седьмое издание, июль 2002 г.). Осевые, центробежные компрессоры и детандер-компрессоры для нефтяной, химической и газовой промышленности.

4. Rotor dynamic analysis of RM12 jet enginerotor using ANSYS // Department of mechanical en­gi­neering Blekinge institute of technology Karlskrona, Sweden, 2012. URL: https:/ru.scribd.com/document/270818534/RotorDynamicAnalyis-of-m21-Enginer (дата обращения: 19.10.2019).

5. Rao J.S. History of Rotating Machinery Dy­namics. New York: Springer, 2011. – 377 p.

6. Урьев Е.В. Вибрационная надежность и диаг­ностика турбомашин. Ч. 1. Вибрация и балансировка: учеб. пособ.; изд. 2-е, испр. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ–УПИ, 2005. – 200 с.

7. Костюк А.Г. Динамика и прочность турбомашин: 3-е изд. М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 476 с.

8. Бате К., Вилсон Е. Численные методы ана­лиза и метод конечных элементов. М.: Строй­издат, 1982. – 395 с.

9. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. М.: Высшая Школа, 1980. – 395 с.

10. Руковицын И.Г. К разработке математической модели ротора на магнитном подвесе // Сборник докладов IV научно-практической конференции молодых специалистов и студентов памяти главного конструктора академика В.И. Кузнецова. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. С. 197–205.

Полный текст (PDF)

Вартанов Михаил Владимирович¹, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Технологии и оборудование машиностроения», е-mail: m.v.vartanov@mospolytech.ru

Петухов Сергей Леонидович¹, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Технологии и оборудование машиностроения», е-mail: p_sl@bk.ru

Чунг Та Чан¹, Аспирант кафедры «Технологии и оборудование машиностроения», е-mail: trungta82@gmail.com

¹Московский политехнический университет, Москва

В статье рассматривается метод сборки с использованием эффекта вращательного движения устанавливаемой детали (вала) в сочетании с эффектом вибрации базовой детали (втулки). Основным этапом автоматической сборки является процесс сопряжения деталей. Реализация этапа зависит от многих факторов, влияющих на процесс. Для изучения влияния действующих факторов и проверки математической модели на адекватность был проведен физический эксперимент. Для его проведения была создана экспериментальная установка с использованием промышленного робота ABB IRB140, оснащенного силомоментным датчиком. По результатам проведения физических экспериментов построены зависимости, отражающие влияние варьируемых параметров на величины сборочных сил и моментов.

Ключевые слова: роботизированная сборка, силомоментный датчик, эффект вращения, вибрационное устройство, экспериментальная установка

Список литературы

1. Холодкова А.Г. Особенности автоматического выполнения цилиндрических соединений с малым зазором // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2004. № 4. С. 14‒18.

2. Кристаль М.Г. Производительность и надежность сборочных автоматов: монография. Волгоград: ВолГТУ, 2011. – 160 с.

3. Черняховская Л.Б. Влияние вращательного движения вала на процесс автоматической сборки цилиндрических деталей // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2016. № 6. С. 7‒13.

4. Черняховская Л.Б. Кинематический и динамический анализы автоматической сборки цилиндрических деталей: монография. Самара: СамГТУ, 2011. ‒ 76 с.

5. Левчук Д.М. Исследование и разработка методов относительного ориентирования сборочных единиц соединения во вращающемся потоке газов при автоматической сборке: дисс. … канд. тех. наук: 05.02.08. Москва: МАМИ, 1974. – 143 с.

6. Bakšys B, Baskutienė J., Chadarovičius A. Simulation of vibratory alignment of the parts to be assembled under passive compliance // Mechanika. 2013. Vol. 19 (1). P. 33‒39.

7. Baksys B., Baskutiene J. The directional motion of the compliant body under vibratory excitation // International Journal of Non-Linear Mechanics. 2012. Vol. 47. No. 3. P. 129–136.

8. Божкова Л.В., Вартанов М.В., Кольчугин Е.И. Вопросы вибрационной технологии // Межвузовский сборник научных статей «Вопросы вибрационной технологии», 2006, Ростов-на-Дону. С. 62‒67.

9. Иванов А.А. Вибрационные сборочные системы // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2013. № 5. С. 7–10.

10. Кристаль М.Г., Чувилин И.А. Исследование динамики вибрационного сопряжения с нижней опорой торца охватываемой детали // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2008. № 4. С. 13–17.

11. Шуваев В.Г., Папшев В.А. Устройство пространственного ориентирования деталей при автоматической сборке путем формирования сложного колебательного движения // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2009. № 2. С. 23–25.

12. Khuri A.I., Mukhopadhyay S. Response surface methodology // Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Stat. 2010. Vol. 2. No. 2. P. 128–149.

13. Response surface methodology (RSM) as a tool for optimization in analytical chemistry / M.A. Bezerra, R.E. Santelli, E.P. Oliveira, L.S. Villar, L.A. Escaleira // Talanta. 2008. Vol. 76. No. 5. P. 965–977.

14. Tran T.T., Vartanov M.V., Arkhipov M.V. Application of the Part Rotation Effect for Reliability of the Robotic Assembly Process // 2019 International Conference on System Science and Engineering (ICSSE), Dong Hoi, Vietnam, 2019. P. 25–30, doi: 10.1109/ICSSE.2019.8823286.

15. Монтгомери Д.К. Планирование эксперимента и анализ данных. Ленинград: Судостроение, 1980. ‒ 384 с.

16. Божкова Л.В., Вартанов М.В., Кольчугин Е.И. Экспериментальная установка для роботизированной сборки // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2009. № 1. С. 5‒7

Полный текст (PDF)

Корольков Олег Евгеньевич¹, аспирант, кафедра «Материаловедение»; технолог ООО «КОНМЕТ» (г. Москва), e-mail: 41zh1k@mail.ru

Столяров Владимир Владимирович², доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник, e-mail: vlstol@mail.ru

Шляпин Анатолий Дмитриевич¹, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Материаловедение», е-mail: 6883412@mail.ru

¹Московский политехнический университет, Москва
²Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, Москва

Работа посвящена изучению влияния электропластического эффекта (ЭПЭ) на процесс формообразования изгибом образцов титанового сплава ВТ6 и нелегированного титана Grade 4. Показано, что ЭПЭ позволяет повысить деформируемость изгибом указанных сплавов путем снижения максимального напряжения изгиба и увеличения деформации до разрушения при относительно невысоких температурах. Повышение амплитудной плотности позволяет избежать появления трещин в сплаве ВТ6. Изменение направления тока в образце c продольного на поперечное приводит к дополнительному снижению напряжений изгиба.

Ключевые слова: изгиб, импульсный ток, электропластический эффект, титан, напряжение, деформация

Список литературы

1. Троицкий О.А., Лихтман В.И. Об анизотропии действия электронного и γ-облучения на процесс деформации монокристаллов цинка в хрупком состоянии // Докл. АН СССР. 1963. Т. 148. С. 332–334.

2. Кравченко В.Я. Воздействие направленного потока электронов на движущиеся дис­локации // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1966. Т. 51. С. 1676–1681.

3. Батаронов И.Л. Механизмы электропластичности // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 10. С. 93–99.

4. Физические основы электроимпульсной и электропластической обработок и новые материалы: моногр. / Ю.В. Баранов, О.А. Троицкий, Ю.С. Авраамов, А.Д. Шляпин. М.: Изд-во МГИУ, 2001. – 844 с.

5. Investigation of electroplastic effect at high deformation rates for 304SS and Ti–6Al–4V /B. Kinsey, G. Cullen, A. Jordan, S. Mates // CIRP Ann. 2013. Vol. 62 (1). P. 279–282. https://doi.org/10.1016/j.cirp. 2013.03.058.

6. Effect of pulse current on bending behavior of Ti6Al4V alloy / Li Xifeng, Zhou Qiang, Zhao Shuangjun, Chen Jun // Procedia Engineering. 2014. Vol. 81. P. 1799–1804. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.10.235

7. Спицын В.И., Троицкий О.А. Электропластическая деформация металлов: моногр. М.: Наука, 1985. – 160 с.

8. Hot Tensile Behaviors and Microstructure Evolution of Ti-6Al-4V Titanium Alloy Under Electropulsing / Ao Dong-Wei, Chu Xing-Rong, Lin Shu-Xia, Yang Yang, Gao Jun // Acta Metallurgica Sinica (English Letters). 2018. Vol. 31. P. 1287–1296 https://doi.org/10.1007/s40195-018-0735-3.

9. Effect of electropulsing on springback during V-bending of Ti-6Al-4V titanium alloy sheet /Ao Dong-Wei, Chu Xing-Rong, Lin Shu-Xia, Yang Yang, Gao Jun // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018. Vol. 96. P. 3197–3207. https://doi.org/10.1007/s00170-018-1654-1.

10. Use of hat-shaped specimens to study the effect of pulsed current on the shear deformation behavior of Ti–6Al–4V alloy / Zhao Zhiyong, Hou Hongliang, Wang1 Guofeng, Zhang Yanling, Han1 Baoshuai, Li Tiejun // Journal of Alloys and Compounds // Manuscript Number: JALCOM-D-17-09788.

11. Титановые сплавы. Металловедение титана и его сплавов / С.П. Белов, М.Я. Брун, С.Г. Глазунов и др.: под ред. Б.А. Колачева, С.Г. Глазунова. – М.: Металлургия, 1992. – 352 с.

12. Conrad H. Electroplasticity in metals and ceramics // Materials Science and Engineering. 2000. A287. P. 276–287.

13. ГОСТ 4648-2014 (ISO 178:2010). Пластмассы. Метод испытания на статический изгиб. – М.: Изд-во стандартов, 2014. – 33 с.

14. Titanium Alloys – Physical Properties // AZO Materials. 2002. April 2. URL: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=1341 (дата обращения: 25.05.2020). 

15. Глазунов С.Г., Моисеев В.Н. Титановые сплавы. Конструкционные титановые сплавы. – М.: Металлургия, 1974. – 368 с.

16. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений: под ред. проф. Б.Н. Арзамасова; 2-е изд., испр. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 384 с.

17. Savenko V.S. Electroplastic effect at twinning metals // Problems of Physics, Mathematics and Technics. 2011. No 4 (9). P. 60–63.

Полный текст (PDF)

Андреева Людмила Павловна¹, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Оборудование и технологии сварочного производства», е-mail: andree-va@mail.ru

Овчинников Виктор Васильевич¹, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Материаловедение», е-mail: vikov1956@mail.ru

Латыпова Гульнара Рашитовна¹, кандидат технических наук, доцент кафедры «Оборудование и технологии сварочного производства», е-mail: taksa2@yandex.ru

¹Московский политехнический университет, Москва

В статье приведены результаты исследования характеристик развития трещин и остаточной прочности в сварных соединениях из алюминиевых сплавов 1420 и 01570 при различных технологических вариантах процесса сварки. Показано, что характеристики вязкости разрушения и остаточной прочности сварных соединений материала 1420, полученные на ширине 750 мм находятся в тех же пределах, что и для ширины 300 мм и существенно не отличаются от характеристик тонких катанных листов этого же сплава. На сварных соединениях, подвергшихся правке с термофиксацией без снятия валика выпуклости шва, развитие трещины носило многоочаговый характер.

Ключевые слова: алюминиевые сплавы, сварные соединения, вязкость разрушения, остаточная прочность, скорость развития трещины

Список литературы

1. Сироткин О.С., Мацнев В.Н., Рязанцев В.И. Конструктивно-технологические проблемы производства топливных баков для многоцелевой авиационно-космической системы // Авиационная промышленность. 2001. № 3. С. 5–11.

2. Мацнев В.Н., Рязанцев В.И., Данилов С.Ф. Исследование технологических возможностей Al–Li-сплава 01421 для штампосварных интегральных конструкций // Авиационная промышленность. 2004. № 3. С. 36–42.

3. Захаров В.В. Некоторые проблемы использования алюминиево-литиевых сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. 2003. № 2. С. 8–14.

4. Влияние термической обработки на структурное состояние сварных соединений сплава 1420 / В.В. Овчинников, О.Е. Грушко, М.А. Гуреева, И.Н. Фридляндер // Технология металлов. 2006. № 10. С. 21–23.

5. Взаимосвязь сопротивления разрушению и структурных превращений при сварке сплава 1422 / Т.М. Лабур, А.Я. Ищенко, Т.Г. Таранова, Г.М. Григоренко, В.А. Костин, А.А. Чайка // Сварочное производство. 2013. № 5. С. 3–8.

6. Грушко О.Е., Овсянников В.В., Овчинников В.В. Алюминиево-литиевые сплавы: металлургия, сварка, металловедение: монография. М.: Наука, 2014. – 298 с.

7. Дриц А.М., Овчинников В.В. Сварка алюминиевых сплавов: монография. М.: Издательство «Руда и металлы», 2017. – 440 с.

8. Елагин В.И., Захаров В.В., Ростова Т.Д. Влияние содержания скандия на структуру и свойства алюминия // Технология легких сплавов. 1984. № 4. С. 5–11.

9. Филатов Ю.А. Промышленные сплавы на основе системы Al–Mg–Sc // Технология легких сплавов. 1996. № 3. С. 30–35.

10. Исследование совместного влияния скандия и хрома на структуру и механические свойства алюминия и его сплавов с магнием / Л.Л. Рохлин, Т.В. Добаткина, И.Г. Королькова, М.Н. Болотова // Металловедение и термическая обработка металлов. 2008. № 3. С. 24–27. 

11. Рудзей Г.Ф. Влияние дефектов сварки и числа ремонтных проходов на сопротивление усталости сварных соединений из алюминиевых сплавов // Сварочное производство. 2013. № 11. С. 32–35.

12. Сплав 1570С – материал для герметичных конструкций перспективных многоразовых изделий РКК «Энергия» / А.В. Бронз, В.И. Ефремов, А.Д. Плотников, А.Г. Чернявский // Космическая техника и технологии. 2014. № 4 (7). С. 62–67.

Полный текст (PDF)

Грушко Ольга Евгеньевна, доктор технических наук, лауреат Государственной премии Российской Федерации, Заслуженный авиастроитель Российской Федерации, е-mail: vogozor@mail.ru

Гуреева Марина Алексеевна¹, кандидат технических наук, ведущий специалист по научно-исследовательской работе, е-mail: mag1706@mail.ru

¹ООО «Инновационные технологии», Москва

В данной работе рассмотрено влияние микролегирования кальцием на текстуру алюминиевых сплавов Al–Mg–Li и Al–Mg–Si–Cu. Приведены механические свойства при статических и динамических нагрузках, усталостные характеристики, трещиностойкостъ и жаропрочность листов сплава В-1341 с регламентированной рекристаллизованной структурой в состоянии Т1. Свойства листов определены в том числе и после воздействия длительных нагревов до 100...150 °С с выдержками 10...1000 ч. Приведены результаты исследования свариваемости листов сплава В-1341 при аргонодуговой, лазерной сварке и сварке трением с перемешиванием.

Ключевые слова: алюминиевые сплавы, сплавы системы Al–Mg–Si–Cu, микролегирование, кальций, технологические свойства, свариваемость

Список литературы

1. Грушко О.Е., Овсянников Б.В., Овчинников В.В. Алюминиево-литиевые сплавы: металлургия, сварка, металловедение. М.: Издательство «Наука», 2014. – 295 с.

2. Влияние примесей щелочных и щелочноземельных металлов на структуру и свойства сплава 1420 / О.Е. Грушко, Л.М. Шевелева, И.П. Жегина, С.Т. Басюк // Вопросы авиационной науки и техники. 1988. Вып. 2. С. 10–19.

3. Влияние термической обработки и деформации на величину зерна и механические свойства сплавов типа дуралюмин / И.Н. Фридляндер, В.В. Берстенев, Е.А. Ткаченко и др. // МиТОМ. 2003. № 7. С. 3‒6.

4. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение.

5. ГОСТ 11150–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение при пониженных температурах.

6. ГОСТ 9651–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение при повышенных температурах.

7. ГОСТ 9.021-74. Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Алюминий и сплавы алюминиевые. Методы ускоренных испытаний на межкристаллитную коррозию.

8. ГОСТ 9.904-82 Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Сплавы алюминиевые. Метод ускоренных испытаний на расслаивающую коррозию

9. ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах.

10. ГОСТ 25.502-79. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость.

11. ГОСТ 25.506-85 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении.

12. ГОСТ 3248-81. Металлы. Методы испытаний на ползучесть.

13. Повышение штампуемости листов из сплава системы Al–Mg–Si, применяемых при холодной штамповке / М.А. Гуреева, О.Е. Грушко, В.В. Овчинников, В.Ф. Шамрай // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. 2007. № 4. С. 20–27.

14. Свойства листов из высокотехнологичного сплава В-1341 / И.Н. Фридляндер, О.Е. Грушко, Л.М. Шевелева, С.Ф. Данилов // МИТОМ. 2004. № 12. С. 3–6.

15. Структура, способность к выдавке и свариваемость листов из сплава типа «Авиаль», легированного кальцием / О.Е. Грушко, В.В. Овчинников, В.В. Алексеев, М.А. Гуреева, В.Ф. Шамрай, Г.Г. Клочков // МИТОМ. 2007. № 7. С. 15–22.

Полный текст (PDF)