В статье представлены результаты исследований по оптимизации технологических параметров процесса измельчения материалов пружинно-роторными мельницами с использованием математического моделирования второго порядка. На основе планирования эксперимента с пятью варьируемыми факторами были получены полиномиальные модели второго порядка для пяти ключевых выходных параметров: тонкости помола, производительности, мощности привода, удельной энергоемкости и удельной металлоемкости. Методом полного факторного эксперимента получены регрессионные уравнения, описывающие взаимосвязь между технологическими параметрами и выходными характеристиками процесса. Проведен статистический анализ адекватности моделей и определены наиболее значимые факторы, влияющие на каждый из выходных параметров. На основе аналитического решения систем уравнений найдены оптимальные значения технологических параметров, обеспечивающие максимальную производительность при минимальных энергозатратах и требуемом качестве продукта. Разработаны практические рекомендации по настройке оборудования и определены допустимые диапазоны варьирования параметров для обеспечения стабильности технологического процесса. Результаты исследования показывают возможность повышения производительности на 15-20% при одновременном снижении энергопотребления на 8-12% по сравнению с эмпирически устанавливаемыми режимами работы. Полученные модели и методика оптимизации могут быть использованы для совершенствования технологических процессов на предприятиях по переработке сыпучих материалов.

10.48081/BGQF1914

2026

Выпуск 1

Проведены исследования термоинструмента для напыления порошков естественных минеральных сред в зависимости от их свойств. Использовалась горелка ракетного типа. Разработана пористая система охлаждения на основе сетчатых структур и пористых покрытий. Для проведения напыления покрытий применялись сверхзвуковые многофазные высокотемпературные пульсирующие факелы. В исследованиях применялся метод интегральных измерений и голографии. Система охлаждения работает при совместном действие капиллярных и массовых сил. Применялось давление кислорода 1.2÷1.5 МПа, критический диаметр сопла (4÷5)×10-3 м, диаметр камеры сгорания 14×10-3 м. Исследовалось нанесения напылением на вертикальную поверхность на определенной площади пятна растекания и оптимальном расстоянии факела до среза сопла. Установлена структура затопленной струи и ее спиновая детонация в виде участка бочек, вздутии струи на конечном участке и показан разрыв факела на центральном участке. Определена критическая толщина разрушения покрытия и построена эпюра распределения на поверхности покрытия напряжений. Напряжения сжатия являются наибольшими в нагреваемом слое, а по мере удаления от него эти напряжения резко убывают и переходят в напряжения растяжения, достигают некоторого максимума и затем убывают.

10.48081/BGQF1909

2026

Выпуск 1

В данной работе исследованы закономерности формирования нанокомпозитной структуры покрытий TiSiCN, полученных методом реактивного плазменного напыления с использованием механически активированных порошковых смесей системы TiCN–SiC–Si. Основное внимание уделено влиянию параметров плазменного процесса, в частности силы дугового тока, на фазовый состав, микроструктуру и плотность формируемых покрытий. С использованием методов рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии установлено, что повышение силы дугового тока приводит к интенсификации процессов расплавления и реакционного взаимодействия частиц в плазменной струе, снижению пористости и формированию более плотной и структурно однородной нанокомпозитной структуры. Также, показано, что покрытия состоят из нанокристаллитов Ti(C,N), распределённых в аморфной кремнийсодержащей матрице на основе Si₃N₄/SiC. Установлена ключевая роль механической активации порошков в повышении фазовой однородности, интенсификации реакционных процессов и подавлении роста зёрен. Полученные результаты расширяют представления о механизмах структурообразования толстых покрытий TiSiCN и подтверждают перспективность реактивного плазменного напыления для получения износо- и термостойких защитных покрытий промышленного назначения, применяемых в энергетике и машиностроении, обеспечивающих повышение эксплуатационной надёжности деталей оборудования.

10.48081/BGQF1920

2026

Выпуск 1

Одними из перспективных для применения в промышленности являются плоские рычажные механизмы высоких классов (МВК). Широкое применение этих механизмов сдерживает трудность проведения кинематического анализа, в частности, решение задачи о положениях: при заданном положении ведущего звена определить координаты и/или угловые положения ведомых звеньев для всех существующих сборок. В общем случае для механизмов II класса и МВК, система уравнений кинематики представляет собой систему тригонометрических или алгебраических уравнений. Если для уравнений II класса систему уравнений кинематики можно решить аналитически, то для МВК система уравнений кинематики не решается аналитически. Это связано с тем, что механизмы II класса можно разбить на последовательность диад, каждую из которых представляет собой два уравнений с двумя неизвестными, которые решаются аналитически, а МВК разбить на последовательность диад невозможно, в связи с чем для решения задачи о положениях МВК приходится применять различные численные методы, реализация которых представляет собой достаточно сложную вычислительную задачу. Поэтому автоматизация решения задач кинематики МВК являются актуальной задачей, решение которой позволит широко использовать МВК для различных промышленных приложений. В данной статье рассматриваются вопросы концептуального представления плоских рычажных механизмов высоких классов как системы материальных точек с наложенными на нее связями, что позволяет перейти к алгоритмам автоматического вывода уравнений кинематики и определению степени подвижности исследуемых механизмов.

10.48081/BGQF1906

2026

Выпуск 1

В металлообрабатывающей промышленности микробиологическое загрязнение смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и последующее образование устойчивых биопленок представляют собой критическую проблему. Данный процесс неизбежно ведет к существенному ухудшению эксплуатационных характеристик СОЖ, интенсивному развитию коррозии и ускоренному механическому износу производственного оборудования. Установлено, что эта проблема напрямую влияет на преждевременный выход из строя прецизионных узлов современных станков с числовым программным управлением (ЧПУ), а также приводит к заметному снижению качества финишной обработки деталей. С целью эффективного предотвращения биологического загрязнения систем циркуляции СОЖ была проведена комплексная работа по изучению технологических параметров и оценке антибактериальной эффективности бактерицидных Ta-Cu покрытий, полученных методом магнетронного распыления. Процесс осаждения тонкопленочных структур осуществлялся на специализированной установке EPOS-PVD-440 в трех различных технологических режимах. В ходе экспериментов применялись высокочистые мишени из тантала и меди. Химический состав полученных покрытий детально анализировался с помощью сканирующего электронного микроскопа, оснащенного энергодисперсионным анализатором. Для количественной оценки бактерицидной эффективности применялся метод совместного культивирования образцов с бактериальной суспензией с последующим подсчетом выживших колоний. В результате проведенных исследований было подтверждено формирование стабильной бинарной системы Ta-Cu со средним массовым содержанием тантала 89,1% и меди 9,6%. Все экспериментальные образцы продемонстрировали выраженную бактерицидную активность по сравнению с контрольной группой. Кроме того, для оптимизации процесса был произведен расчет удельной потребляемой мощности в различных технологических режимах, что позволило оценить общую энергоэффективность метода.

10.48081/BGQF1912

2026

Выпуск 1

Современные требования к безопасности эксплуатации тракторов и самоходных машин требуют точной оценки их поперечной устойчивости, особенно при эксплуатации на склонах и пересечённой местности. В статье рассматривается проектирование испытательного стенда с гидравлическим опрокидывающим механизмом, который обеспечивает плавное изменение угла наклона платформы и фиксацию момента потери устойчивости техники. Разработанная методика испытаний включает алгоритм измерений, фиксацию положения машины и регистрацию ключевых параметров, а также построение математической модели функционирования подъемного механизма, что позволяет рассчитать оптимальное расположение гидроцилиндра и обеспечить высокую точность измерений. Использование современных подходов к испытаниям сельскохозяйственной техники позволяет воспроизводить натурные условия эксплуатации и учитывать реальные нагрузки на агрегаты и системы. При этом оценка угла статической устойчивости на стенде базируется на координатах центра тяжести и геометрических параметрах машины, таких как ширина колеи, колесная база и распределение массы. Дополнительно учитываются изменения радиусов колес и смещения вектора центра тяжести, что позволяет корректно рассчитывать момент устойчивости при движении по склону. Современные испытательные стенды оснащаются автоматизированными системами управления, что позволяет проводить испытания в автоматическом режиме, фиксировать динамические и статические параметры, а также обеспечивать аварийное отключение в случае отклонения от нормы. Применение энергосберегающих технологий в конструкции стенда повышает эффективность и снижает затраты энергии. Разработка соответствует требованиям ГОСТ 12.2.019, ГОСТ 33691-2015 и ISO 16231-2 и может быть использована при создании нормативных методик испытаний самоходных машин и тракторов.

10.48081/BGQF1929

2026

Выпуск 1

В данной статье представлена теоретическая зависимость тяговой способности приводного барабана ленточного конвейера от различных факторов при переменном коэффициенте трения. В статье приводятся анализ существующих методов расчета тяговой способности привода, который показал, что основным является правильный выбор обоснованного значения коэффициента сцепления. Коэффициент сцепления принимается из рекомендаций, базирующихся на результатах экспериментальных исследований. Эти значения, представленные в табличной форме, не учитывают всю гамму тех факторов, которые влияют на передачу ленте тягового усилия приводным барабаном, в частности конструктивных параметров привода конвейера (диаметр барабана, ширину ленты, толщину футеровки), физико-механических свойств ленты и футеровки барабана, а также режимов работы конвейера (скорости движения ленты). Как показывают исследования, величина тяговой способности с увеличением радиуса барабана или ширины ленты довольно интенсивно возрастает по закону, близкому к линейному. Так, при увеличении одной из этих величин в 5 раз тяговая способность увеличивается приблизительно в 2,9 раза. Менее значительное влияние на тяговая способность имеет изменение жесткости ленты E0. При увеличении E0 в 10 раз тяговая способность уменьшается на 2%. Величина тяговой способности с увеличением угла относительного скольжения ленты интенсивно возрастает.

10.48081/BGQF1931

2026

Выпуск 1

Проведенные исследования по изучению состояния вопроса изготовления зубчатых колес в условиях отечественных машиностроительных производств показали, что существуют проблемы связанные с обеспечением качества при нарезании зубьев и с высокой себестоимостью из-за большого расхода металлорежущего инструмента. В данной статье представлены результаты экспериментального исследования процесса термофрикционного фрезерования с импульсным охлаждением впадин зубьев прямозубых цилиндрических зубчатых колес. Способ термофрикционного фрезерования с импульсным охлаждением является ресурсерегающим, фреза трения изготовливается из конструкционных сталей, что существенно снижает себестоимость механической обработки. Результаты экспериментального исследования показали, что на оптимальных режимах резания можно достичь высокие значения показателей качества обработанной поверхности. Установлено, что увеличение частоты вращения шпинделя оказывает положительное влияние на шероховатость и твердость обработанной поверхности. При этом влияние подачи получается неоднозначным. С увеличением подачи повышается твердость обработанной поверхности и достигает НВ 380. Однако увеличение подачи положительно сказывается на шероховатости обработанной поверхности и обеспечивает Rz=40-18 мкм. Исходя из этого были определены следующие оптимальные значения режимов резания: nшп=1250 об/мин; Sпр=100 мм/мин; t=22,5 мм. Предлагаемая дисковая модульная фреза трения заменяет дисковую модульную фрезу, изготовляемую из быстрорежущей стали Р6М5 на зуборезной операции.

10.48081/BGQF1918

2026

Выпуск 1

Исследование проведенные в условиях отечественных машиностроительных производств показали, что одним из основных факторов приводящие к повышению себестоимости механической обработки деталей является чрезмерный расход металлорежущего инструмента из-за преждевременного их износа. Решением данной проблемы может быть разработка способа позволяющий обеспечить повышения износостойкости и стойкости металлорежущего инструмента как ново приобретенного до его использования в механической обработке, так и после переточки восстановленного. В данной статье приводятся результаты исследования формирование упрочненной вторичной контактной структуры на рабочей поверхности инструмента после приработки, который рекомендуется как способ повышения износостойкости и стойкости металлорежущего инструмента. Было установлено, что оптимальные режимы предварительной приработки инструментов обеспечивают наилучшие деформационно-тепловые условия упрочнения режущей части инструментов. Результаты исследования показали, что действительно после приработки на режущей части металлорежущих инструментов образуется упрочненный слой. Было установлено, что толщина упрочненного слоя режущей части дисковой модульной фрезы составляет 0,41 мм, чашечнего резца составляет 0,33 мм и концевой фрезы составляет 0,37 мм. Сравнение результатов экспериментальных, компьютерных и металлографических исследований подтвердили, что после приработки происходит упрочнение режущей части инструмента.

10.48081/BGQF1919

2026

Выпуск 1

В данной статье приведены результаты дифференциально-термического анализа (ДТА) шихтовых материалов для получения карбида кремния из техногенного и природного отхода. Микрокремнезем образующийся при производстве кремнистых марок ферросплавов является основным источником кремния, который с достаточным содержанием SiO2 может заменить. кварцевый песок использующийся при традиционной технологии получения карбида кремния (SiC). Нефтекокс используется в качестве восстановителя кремния из состава микрокеремнезема. Кремнеуглерод получаемый после процесса пиролиз рисовой шелухи служит моношихтой для синтеза SiC, так как в составе имеет SiO2 и С. Для полного определения образования SiC шихтовые материалы требуют тщательного исследования, чтобы описать и охарактеризовать фазовые превращения при нагреве. С целью определения физико-химических свойств, при термической обработке шихтовые материалы исследованы на ДТА в интервале температур 30-1250°C. Полученные результаты термического анализа дают возможность, потенциально оценить процесс синтезирования карбида кремния.

10.48081/RTXQ4080

2025

Выпуск 4