В статье рассмотрены результаты исследования влияния режимов электрошлаковой наплавки на глубину проплавления восстановленных зубьев, проведенные на основе полного факторного эксперимента (ПФЭ) типа 2². В качестве факторов были выбраны сварочный ток и напряжение на шлаковой ванне. Каждый эксперимент был повторен трижды, и результаты были проанализированы для построения регрессионной модели, учитывающей все взаимодействия факторов. В статье подробно описан процесс кодирования переменных факторов, построения матрицы планирования, вычисления коэффициентов уравнения регрессии и их проверка на значимость с использованием критерия Стьюдента. Адекватность проведенного эксперимента подтверждена расчетами с применением критерия Фишера (Fрасч.<Fтабл.). По результатам эксперимента установлено, что наиболее значительное влияние на суммарную глубину проплавления оказывает напряжение на шлаковой ванне. Определен оптимальный режим (сварочный ток 400 А и напряжение на шлаковой ванне 45 В), обеспечивающий требуемую глубину проплавления (46,3 мм) крупномодульного зуба. Выявлена сходимость результатов натурного испытания с результатами планирования полного факторного эксперимента типа 2², что позволило определить оптимальный режим наплавки. Данное исследование может быть использовано для оптимизации параметров электрошлаковой наплавки, что приведет к повышению качества и эффективности восстановления изношенных зубьев.

https://doi.org/10.48081/SAVK7252

2024

Выпуск 4

В данной статье предложен анализ предыдущих исследований в области разработки фрезерных режущих устройств для резания отработанного асфальта. Рассмотрены кинематические параметры рабочего органа навесного оборудования, физико-механические свойства асфальта, конструктивные параметры рабочего органа. На основании математической модели, составленной на базе системы уравнений, описывающих движение навесного рабочего органа, разработаны его оптимальные параметры. Математическое моделирование фрезерного рабочего органа ковшовых экскаваторов является важным инструментом для оптимизации и улучшения процесса экскавации. Моделирование позволяет учесть различные параметры, такие как размер ковша, скорость вращения, глубина резания, угол атаки и другие факторы, которые влияют на производительность и качество работы рабочего органа. С помощью математических моделей можно оптимизировать форму и конструкцию фрезерного рабочего органа, чтобы повысить его эффективность и снизить износ. Моделирование также позволяет проводить анализ напряжений и деформаций в рабочем органе, что позволяет улучшить его прочность и долговечность. Одной из основных задач математического моделирования фрезерного рабочего органа является оптимизация процесса резания, чтобы достичь максимальной производительности при минимальном расходе энергии и износе оборудования. Моделирование также позволяет учесть различные типы грунтов и условия эксплуатации, чтобы выбрать оптимальные параметры для конкретной задачи.

https://doi.org/10.48081/PKOJ7473

2024

Выпуск 4

В данной статье предложен энерготехнологический критерий для оценки эффективности работы Ферросплавной электропечи. Его физическая сущность заключается в том, что с учетом теплопотерь и степени извлечения ведущего элемента в сплав, он определяет долю энергии, получаемой от источника тока, полезной части которой является углеродно-термический процесс восстановления руды производства ферросплавов (ферросилиций, феррохром, ферромарганец). На примере получения различных марок ферросилиция представлены результаты анализа параметров плавки ферросплавов в электрических печах углеродным термическим процессом с использованием энерготехнологических критериев работы ферросплавной печи. Показано, что с увеличением значений энерготехнологического критерия печи ферросплава удельный расход электроэнергии на 1 тонну сплава уменьшается. Для электропечи средней мощности, плавящей 75% ферросилиция, значения энерготехнологического критерия ферросплавной печи соответствуют диапазону от 0,300 до 0,314. При этом удельный расход электроэнергии составляет от 9,0 до 8,6 МВт•ч/т сплава. Удовлетворительным, но более эффективным вариантом работы печи является диапазон значений энерготехнологических измерений от 0,272 до 0,293, при котором удельный расход электроэнергии варьируется от 9,8 до 9,2 МВт•ч/т. Такую комплексную величину, как энерготехнологическое измерение, можно рассматривать как основной элемент энергетического и технологического аудита ферросплавного печного агрегата, а также использовать для определения эффективных режимов работы печей, анализа применения различных видов шихтовых материалов (рудного сырья, восстановителей углерода) и инновационных технологий плавки

https://doi.org/10.48081/GNWN1428

2024

Выпуск 4

В данной работе были получены сополимеры, отработана методика их синтеза. Были выбраны различные наполнители для получения полимерного покрытия – микросилика и диоксид титана. Разработана новая рецептура защитного полимерного покрытия на основе сополимеров, обладающих коррозионными свойствами. Приводится возможность использования этих полимерных покрытий в целях защиты от воздействия агрессивных сред неметаллических поверхностей различных изделий. Были определены физико-химические свойства неметаллических образцов (бетонов) с защитным полимерным покрытием, свежеприготовленные и выдержанные в течение трех месяцев, а именно водопоглощение и предел прочности на сжатие. Так, у образцов с полимерным покрытием после трехмесячной выдержки выше предел прочности на сжатие составляет 93,3 кгс/см2, у свежеприготовленных – 53,0 кгс/см2. Такая же картина наблюдается у выдержанных и свежеприготовленных образцов после водопоглощения (75,2 кгс/см2 против 24,0 кгс/см2, соответственно). Процент водопоглощения у выдержанных образцов составляет 0,0-11,63, кроме образца с комбинированным полимерным покрытием серии 1 (водопоглощение составляет 23,28%). Процент водопоглощения свежеприготовленных образцов составляет 4,8-15,1, что находится в хороших пределах. При этом образцы с полимерным покрытием и наполнителем микросилика (серия 3) и комбинированным полимерным покрытием серии 3 обладают минимальным водопоглощением (4,8%).

https://doi.org/10.48081/POZA4679

2024

Выпуск 4

В статье проанализированы действующие входные и выходные параметры поверхностного плазменного упрочнения железнодорожных колес. Поверхностная плазменная закалка рассматривается как сложный технологический процесс, в котором все внутренние и внешние параметры взаимосвязаны и выбор значений регулируемых параметров должен производиться с учетом этих взаимосвязанных и взаимообусловленных связей. Рассмотрена структурная схема технологии поверхностного плазменного упрочнения производства цельнокатаных железнодорожных колес, что является основой для создания интегрированного технологического участка в действующем производственном процессе. Важными параметрами процесса поверхностного плазменного упрочнения являются максимальная температура нагрева поверхностного слоя и скорость охлаждения поверхностного слоя. железнодорожного колеса относятся сила тока и напряжение, марка и расход плазмообразующего газа, угол заточки электрода, диаметр керамического сопла, расстояние между срезом сопла и поверхностью обрабатываемого материала, скорости вращения колесной пары, марка стали и ее физико-механические свойства. Эти параметры являются переменными, поэтому их можно варьировать при разработке технологии плазменного упрочнения. В качестве выходных параметров процесса поверхностной плазменной закалки, применительно к железнодорожным колесам) используются: твердость упрочненного слоя; трещиностойкость; глубина закаленной зоны; ширина закаленной зоны; остаточные напряжения в упрочненном слое, качество упрочненной поверхности и ее шероховатость.

https://doi.org/10.48081/EBIP6992

2024

Выпуск 4

В данной статье представлены результаты исследования зависимости изменения магнитных свойств стали 25ХМФА от степени напряженно-деформированного состояния изделий. Данное явление влияния позволяет неразрушающим способом выявить степень нагружения стальных изделий посредством определения магнитных характеристик, таких как коэрцитивная сила и остаточная магнитная индукция. Данные параметры являются основными показателями напряженности и намагниченности петли гистерезиса для стальных изделий. Изменение магнитных характеристик при пластическом деформировании обусловлено образованием фазы мартенсита. Воздействие деформации вызывает образование фазы мартенсита вследствие распада аустенита, что приводит к существенным изменениям физических свойств материала. Контроль напряженно-деформированного состояния стали на основании измерения коэрцитивной силы и остаточной магнитной индукции в контролируемой стали имеет высокий потенциал для развития и применения. Полученные данные доказывают, что коэрцитивная сила и остаточная магнитная индукция являются достоверным информативным параметром для проведения магнитного неразрушающего контроля.

https://doi.org/10.48081/DLRF5238

2024

Выпуск 4

Целью исследования являлось выявление механизмов формирования микро- и макроструктурных неоднородностей в корковой зоне слитков, а также их трансформации в поверхностные дефек-ты в процессе нагрева, пластической деформации и прокатки. В рамках исследования были разработаны и применены методики анализа макро- и микроструктурных, а также химических неодно-родностей слитков и готового листового проката. Был предложен сравнительный метод структурно-концентрационного анализа металла на всех этапах металлургического передела: от слитка до листового проката. Методика основана на использовании металлографических методов для изучения структуры и качественного анализа неметаллических включений. Результаты исследования показали, что качество поверхности листового проката в значительной степени определяется физической неоднородностью корковой зоны слитка, в то время как на внутренние дефекты тонколистового проката существенно влияет загрязненность металла неметаллическими включениями. Был предложен новый механизм трансформации дефектов корковой зоны отливки в поверхностные и внутренние дефекты листового прока-та. Данное исследование способствует более глубокому пониманию процессов образования и трансформации дефектов при обработке металлов, а также разработке стратегий повышения качества листового проката. Особое внимание в исследовании уделяется контролю физической неоднородности корковой зоны слитка и минимизации загрязнения неметаллическими включениями для получе-ния высококачественного проката

https://doi.org/10.48081/WUSE7267

2024

Выпуск 4

В работе представлены результаты моделирования процесса литья с оценкой полученной макроструктуры и геометрии полых и сплошных заготовок. Цель работы – разработка рекомендаций по совершенствованию существующей технологии непрерывной разливки трубной заготовки и конструкции для ее осуществления, применяемой на трубопрокатном заводе ТОО «KSP Steel». Основным решением является осуществление двустороннего охлаждения полой заготовки в зоне вторичного охлаждения на машине непрерывной разливки заготовок. Обосновано оптимальное соотношение расхода охладителя на внутреннюю и наружную поверхности заготовки. Результатом предлагаемых решений является улучшение качества макроструктуры и геометрии заготовки. При анализе макроструктуры заготовки выявлено уменьшение дефектов более чем в два раза. Исследование поперечного сечения заготовки показало снижение отклонения минимальной толщины стенки от максимальной с 6,1 до 1,8 мм. Равномерность механических свойств по показаниям твердости повышена с ±10,5 до ±3 НВ.

https://doi.org/10.48081/ULEX7789

2024

Выпуск 4

Современные воздушные компрессоры, используемые в горнодобывающей индустрии, должны иметь высокий запас прочности при работе в сложных условиях: это и неровный рельеф, высокие перепады температур, работа под землей. Научные исследовательские разработки, как комплекс теоретических и экспериментальных исследований, проводится с целью получения обоснованных исходных данных, изыскания принципов и путей создания компрессоров нового поколения для используемые в горнодобывающем месторождении. Воздушные компрессоры используются в глубоких шахтах в том числе и для подачи чистого воздуха, поскольку в шахте его может не хватать. Компрессор может забирать наружный воздух, сжимать и фильтровать его, а затем подавать в туннель. Необходимо очень тщательно подходить к выбору компрессорного оборудования для использования в шахтах, поскольку существует множество потенциальных рисков и ограничений. Базовая проблема, ее актуальнось – в данной работе рассматривается вопросы, связанные с устройством, работой и возможностью оптимизация конструкции винтового компрессора газокомпрессорной станции в горнодобывающей индустрии. Применяемые методы. Моделирование процессов и построение блок-схем велось с использованием программ MathCad, Drawio, MS PowerPoint и др. Получена упрощенная математическая модель винтового компрессора. Ключевые гипотезы и выводы. В результате проведенной работы определены оптимальный регулятор, способный управлять системой с минимальными затратами энергии. Оригинальность. Актуальность темы объясняется тем, что в Казахстане и других развивающихся странах уделяется особое внимания вопросу энергосбережения. Это требует повышения эффективности работы газокомпрессорного оборудования в целом и компрессорных станции в частности. Практическим значением является оптимальный регулятор, способный управлять системой с минимальными затратами энергии.

https://doi.org/10.48081/XITR9105

2024

Выпуск 4

В данной статье представлен анализ существующих методов бинаризации изображений. Систематизированы данные по определению и описанию различных методик бинаризации изображений, разработанных современными учеными. Целью исследований служили апробация современных методов бинаризации и определение оптимальных методов бинаризации изображений микроструктур металлов и сплавов на примере образцов конструкционных марок сталей. Рассмотрены следующие методы бинаризации: бинаризация методом среднего, бинаризация с помощью С-образной кривой, метод Оцу (Отса или Отсу), метод мульти-Оцу, адаптивная бинаризация, метод локальной бинаризации, метод медиан, алгоритм Niblack, метод Sauvola и метод Bernsen. Описаны достоинства и недостатки данных методик бинаризации. Проведена апробация применения ряда существующих методик бинаризации для обработки изображений микроструктур сталей и сплавов на примере образцов конструкционных сталей с целью дальнейшего их применения в информационно-цифровом металлографическом анализе. Представлены результаты исследований по качеству получаемых изображений с использованием различных методик бинаризации. Определены наиболее подходящие оптимальные методики бинаризации изображений микроструктур сталей с целью их дальнейшего применения в информационно-цифровом анализе сталей и сплавов. Исследования перспективны для дальнейшей цифровизации методов металлографического анализа металлов и сплавов.

https://doi.org/10.48081/QCEZ3788

2024

Выпуск 4