Ресурс и технологическая наследственность

• 1 слайд

  ресурс и технологическая наследственность
  
  
  к.т.н., доц. Иванов Г.Н.
  *Федеральный государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технологический университет
  (ФГБОУ ВПО МГТУ) «СТАНКИН»
  
  г. Москва 2016
  

• 2 слайд

  ресурс и технологическая наследственность
  Важнейшей проблемой современного машиностроения является повышение качества выпускаемой продукции, ее надежности и долговечности. Решение этой проблемы обеспечивается управлением технологическими процессами изготовления деталей машин.
  Эксплуатационные свойства деталей зависят не только от физико-механических характеристик материала, из которого они изготовлены, но и от состояния поверхностного слоя.
  Установлено, что изготовление деталей из одного и того же материала, но по различной технологии и с разными режимами обработки приводит к резкому изменению свойств поверхностного слоя, при этом долговечность таких деталей различна.
  
  

• 3 слайд

  ресурс и технологическая наследственность
  Под технологическо-эксплуатационной на-следственностью в настоящее время подразумевается явление переноса свойств обрабатываемого объекта от предшествующих технологических операций и переходов, воздействующих как последовательно, так и параллельно, к последующим при совместном действии операций и переходов, которое сказывается в дальнейшем при эксплуатации на параметрах качества деталей машин.
  Изменение свойств на стадиях эксплуатации определяется методами и режимами как отдельных операций и переходов, так и последовательностью и сочетанием операций и переходов технологического процесса в целом.
  
  

• 4 слайд

  ресурс и технологическая наследственность
  Существенными барьерами в технологическом процессе являются термические операции (например, закалка, отжиг, отпуск) и так называемые упрочняющие операции, сопровождающиеся поверхностным упрочнением деталей.
  Структурные превращения в поверхностном слое (ПС) могут располагаться на глубине, превышающей величину припуска на последующую операцию. Ослабляя термические воздействия на деталь, управляя тепловыми процессами, можно снизить действие отрицательных факторов технологической наследственности.
  
  

• 5 слайд

  ресурс и технологическая наследственность
  
  Поверхностный слой детали – наружный слой детали с измененной структурой, фазовым и химическим составом по сравнению с основным металлом, из которого изготовлена деталь. Внешняя поверхность этого слоя граничит с окружающей средой или с сопряженной деталью. Существуют различные схематические представления зон поверхностного слоя. Одна из этих схем показана на рис. 1 и состоит из 5-и зон:
  -зона 1 состоит из адсорбированных из окружающей среды молекул и атомов органических и неорганических веществ (воды, промывочной или смазывающе-охлаждающей жидкости – (СОЖ), и др. толщиной от 1 до 100 нм;
  -зона 2 состоит из продуктов химического взаимодействия металла с окружающей средой (обычно оксидов), толщиной 10 – 1 мкм;
  -зона 3 толщиной в несколько межатомных расстояний; металл в этой зоне имеет иную, чем в объеме, кристаллическую и электронную структуру;
  -зона 4, с измененной структурой, фазовым и химическим составом толщиной около 10... 150 мкм и более, возникающую при изготовлении детали и изменяющуюся в процессе эксплуатации;
  -зона 5 состоит из основного металла.
  Рис.1 Структура поверхностного слоя
  Толщина и состояние этих слоев может изменяться в зависимости от состава материала, метода обработки условий эксплуатации. Оценка этого состояния осуществляется методами химического, физического или механического анализа. В научной и инженерной практике качество ПС оценивается набором единичных или комплексных параметров, выбор которых зависит от метода оценки.
  

• 6 слайд

  ресурс и технологическая наследственность
  Подготовка бакалавров и специалистов в области технологии машиностроения и ремонта горных машин ставит своей целью изучение принципов организации и структуры ремонтного производства, типовых технологических процессов ремонта горных машин с применением прогрессивных способов изготовления и восстановления деталей с заданными эксплуатационными параметрами.
  Общетехнические и дисциплины специалитета рассматривают связи качественных технологических и эксплуатационных параметров.
  Самостоятельная работа студентов позволяет в интерактивном режиме, в сочетании с информационной поддержкой, повысить квалификацию и закрепить теоретические курсы.
  
  

• 7 слайд

  ресурс и технологическая наследственность
  Литература.
  1. Смелянский В. М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием / В. М. Смелянский. – М.: Машиностроение, 2002.– 300 с.
  2. Маталин А. А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин / А. А. Маталин. – М.: Машгиз, 1956. – 452 с.
  3. Суслов А. Г. Качество поверхностного слоя деталей машин / А. Г. Суслов. – М.: Машиностроение, 2000. – 320 с.: ил.
  4. Овсеенко А. Н. Формирование состояния поверхностного слоя деталей машин технологическими методами / А. Н. Овсеенко, M. M. Gajek, В. И. Серебряков. – Opole: Politechnika Opolska, 2001. – 228 с.
   
  к.т.н., доц. Иванов Геннадий Николаевич , Федеральный государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»
  к.т.н., доц. Сизова Елена Николаевна, Московский горный институт (МГИ) Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
  
  

• 8 слайд

  ресурс и технологическая наследственность
  Робастное управление
  
  Роба́стное управле́ние — совокупность методов теории управления, целью которых является синтез такого регулятора, который обеспечивал бы хорошее качество управления (к примеру, запасы устойчивости), если объект управления отличается от расчётного или его математическая модель неизвестна. Таким образом, робастность означает малое изменение выхода замкнутой системы управления при малом изменении параметров объекта управления. Системы, обладающие свойством робастности, называются робастными (грубыми) системами. Обычно робастные контроллеры применяются для управления объектами с неизвестной или неполной математической моделью, и содержащими неопределённости. Для проектирования робастных систем управления используются различные методы оптимального и робастного синтеза, среди которых синтез контроллеров в пространствах H∞ и H2, ЛМН-контроллеры, μ-контроллеры.
  Приложение:
  

• 9 слайд

  Используя фундаментальные представления и выводы синергетики как науки о совместном действии факторов, самоорганизующихся в системы, можно априори утверждать наличие следующих общих свойств системы «Станок–Деталь–Управляющее устройство»:
  – при монотонном изменении основных параметров технологического процесса после перехода через их критические значения происходит раздвоение значений выходных параметров системы, называемое бифуркацией по данным параметрам;
  – бифуркационные значения изменяющихся параметров являются предельно возможными по условию сохранения устойчивости (качества обработки, энергозатратам, продолжительности обработки или другим параметрам) рабочего процесса. Переход через критические значения параметров является переходом параметров в их пространстве на одну из бифуркационных ветвей траектории. Установившиеся значения параметров режима в синергетике называют аттракторами, а области значений параметров, из которых возмущенные состояния рабочих процессов самопроизвольно переходят на аттракторы – областями притяжения аттракторов;
  – оптимальные значения параметров режима, как правило, находятся вблизи их бифуркационных значений. Приближение параметров к бифуркационным значениям повышает производительность процесса, но и увеличивает риск выхода параметров из области притяжения аттрактора.
  СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
  

• 10 слайд

  Использование новых математических, алгоритмических и программных средств, разработанных в процессе проведения исследований в области обеспечения требуемого жизненного цикла объектов машиностроения, позволяет с определенной степенью инвариантности к характеристикам объектов производства, а также производственных систем разрабатывать и реализовывать процессы управления ими. Последние необходимы для эффективного решения задач изготовления и реновации широкого класса высокоточной продукции, в частности, с помощью технологий абразивной обработки.
  СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
  

• 11 слайд

  Схема бесцентровой внутренней обработки дорожки качения наружного кольца 01 цилиндрического роликоподшипника
  СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
  

• 12 слайд

  ЭТАП №1: Технологические процессы абразивной обработки, как разновидность управления нелинейными, непрерывными динамическими объектами (ДО) реализуется или функционирует для достижения определенной цели, как правило цикл строится по схеме: за ограниченное время с требуемой точностью в условиях различных пространственных, временных, физических, качественных, ресурсных, экономических, экологических ограничений.
  ЭТАП №2: Разработан метод синтеза оптимальных законов управления в замкнутом виде. В развитие метода синтеза оптимальных законов управления в замкнутом виде была проведена работа по моделированию технологического процесса врезного шлифования дорожки качения кольца 01 цилиндрического роликового подшипника.
  ЭТАП №3: Собственно технологический процесс шлифования представляет собой нелинейную динамическую систему, динамика которой в процессе обработки заготовки может быть описана с помощью дифференциального уравнения вида:
  
  СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
  

• 13 слайд

  СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
  13
  
  Робастный анализ
  

• 14 слайд

  
  
  СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
  ЭТАПы №4-6
  

• 15 слайд

  
  
  СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
  

• 16 слайд

  
  
  СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ
  Визуализация результатов моделирования процесса абразивной обработки с использованием µ- синтеза* в робастной технологии получения заданных качественных показателей поверхностного слоя дорожки качения кольца 01 цилиндрического роликового подшипника.