В данной статье представлен интегрированный подход к математическому моделированию процесса износа при ротационной обработке металлов с использованием инструмента с самовращающейся режущей кромкой. Разработанная модель объединяет динамику вращения режущей пластины, основанную на расчёте моментов, создаваемых основными компонентами сил резания, с учётом инерционных эффектов и трения в подшипниковом узле, а также локальный процесс износа, характеризуемый стохастическим описанием контакта инструмента с заготовкой. Особое внимание уделяется влиянию самовращения, которое обеспечивает равномерное распределение нагрузки по всей окружности режущей кромки, значительно снижая локальные перегрузки и продлевая срок службы инструмента. Математическая модель описывает динамику вращения и накопление износа с использованием теоретико-вероятностного подхода, что позволяет учитывать как детерминированные, так и случайные аспекты процесса резания. Для численного решения уравнений динамики и износа используется метод Эйлера, а для моделирования случайных флуктуаций контакта — метод Монте-Карло. Реализованная программа на Python демонстрирует практическую применимость предложенного подхода посредством визуализации распределения износа по угловой координате, динамики угловой скорости инструмента и эволюции износа отдельных сегментов. Полученные результаты могут стать основой для разработки рекомендаций по оптимизации процессов токарной обработки и других видов обработки с использованием инструментов с самовращающейся режущей кромкой.

https://doi.org/10.48081/EOCX3643

2025

Выпуск 1

В статье выполнен анализ влияния угла резания на объем призмы волочения отвалом с разноуровневым изменением геометрии. Объем транспортируемой призмы волочения едва ли не самый главный показатель производительности и эффективности бульдозеров с различными отвалами, поэтому актуальность темы статьи не вызывает вопросов. Влияние на этот процесс геометрических и монтажных параметров рабочего органа бульдозера до сих пор мало изучен, поэтому представленные в статье методы и подходы к определению объема призмы волочения должны вызвать интерес у профильных специалистов. В статье также представлен математический анализ выбора угла резания в зависимости от грунтовых условий и анализ влияния угла наклона результирующей силы сопротивления копанию на изменение координаты центра давления бульдозера на грунт. Определена зависимость объема призмы волочения от угла резания при копании различного грунта. Выполнен анализ влияния угла установки козырька отвала с разноуровневым изменением геометрии на процесс копания грунта. Выведены аналитические зависимости для определения составляющих сопротивления копанию с учетом влияния угла резания, которые позволяют оптимизировать угол наклона результирующей сопротивления копанию в зависимости от геометрических размеров рабочего оборудования, свойств грунта и координаты центра движения бульдозера на грунт. Даны оригинальные выводы. Исследования, связанные с публикацией, финансируются Комитетом науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан - грант AP22684640 – «Разработка шарнирно-сочлененной конструкции бульдозерного отвала с разноуровневым изменением геометрии».

https://doi.org/10.48081/DUKE7639

2025

Выпуск 1

На сегодняшний день повышение тонины помола различных материалов является одной из актуальных задач. Среди технологического оборудования для измельчения материалов классические шаровые мельницы являются наиболее распространенными. Однако, по результатам исследований в данной области, было установлено, что существует ряд конструктивных факторов, препятствующих повышению эффективности помола в шаровых измельчителях. Для решения поставленной задачи, в данной статье предложена новая конструкция шаровой мельницы, основанная на усовершенствованных вариантах классической конструктивной версии шаровых измельчителей. Новизна конструкции заключается в разработке инновационной формы камеры помола V-образного типа. Для оценки эффективности предлагаемой конструкции измельчителя проведены экспериментальные исследования при разных режимах работы измельчителя с применением разработанной лабораторной установки. Для прогнозирования результатов помола авторами выведено уравнение регрессионной модели, основанной на данных эксперимента. Результаты исследований показали, что новая конструкция шаровой мельницы позволяет получить продукт измельчения в большей удельной поверхностью (4946 см2/г) по сравнению с известными прототипами (около 3600 см2/г). Таким образом, новая конструкция шаровой мельницы может быть использована для применения в сферах производства, в которых требуется материалы с высокой удельной поверхностью.

https://doi.org/10.48081/GJIA8287

2025

Выпуск 1

Целью исследования является экспериментальная оценка износостойкости наплавленных слоев, полученных с использованием проволок Св08Г2С, 30ХГСА и ОК Tubrodur 35GM, которые применяются при восстановлении валов электродвигателей. Этот параметр напрямую влияет на долговечность и надежность восстановленной детали, а также на эффективность работы всего электродвигателя. Выбор оптимального материала обеспечивает долговечность вала при дальнейшей эксплуатации. Установлена прямая корреляция между твердостью наплавленного материала и его износостойкостью: наиболее твердый сплав ОК Tubrodur 35GM продемонстрировал наилучшие результаты, так как он имел наименьшую площадь лунки износа. Наибольшая площадь лунки наблюдалась у наплавочного материала Св08Г2С. При анализе микроструктуры наплавленных образцов проволоками СВ08Г2С, 30ХГСА, OK Tubrodur 35GM были выявлены особенности пористости наплавленных слоев для каждого из материалов. Наибольшая пористость наплавки наблюдается с проволокой 30ХГСА, наименьшая пористость - с проволокой СВ08Г2С, наибольшее количество включений наблюдается с проволокой OK Tubrodur 35GM. В результате экспериментальных исследований было установлено, что для увеличения износостойкости и долговечности восстанавливаемых наплавкой валов электродвигателей рекомендуется применять проволоки СВ08Г2С и OK Tubrodur 35GM. Результаты исследования могут быть использованы для оптимизации процессов восстановления деталей машин методом наплавки.

https://doi.org/10.48081/QKXI3631

2025

Выпуск 1

В статье рассматривается применение аддитивных технологий в производстве оснастки из полимеркомпозитных материалов, приведены особенности технологического процесса Fused Granular Fabrication (FGF). Представлен процесс создания матрицы для гибки V-образным паза под углом 90° из композитного материала, на основе полимерной матрицы с добавлением стекловолокна для повышения износостойкости. В процессе технологического процесса с использованием композитной матрицы были выявлен тот факт, что пружинение заготовок приктически минимально. В статье приведены результаты сравненения параметров обработки материала на стальной и композиционной полимерной матрицах. По результатам экспериментов очевидно, что для обработки материала с относительно большим внутренним радиусом предпочтительнее использовать полимерную матрицу, поскольку это позволяет снизить усилие давления на 10-20% при получении одинакового качества продукции Экспериментальные результаты показывают, что использование композиционных полимерных матриц для гибки в мелкосерийном производстве позволяет уменьшить усилие давления, а также снизить стоимость производства по сравнению с традиционными металлическими инструментами. В заключении выделяются преимущества и ограничения применения таких матриц, а также рекомендации для оптимизации процесса гибки и дальнейшего использования в промышленности.

https://doi.org/10.48081/ARVA9340

2025

Выпуск 1

В данной статье предлагается возможность применения современных автомобильных быстроходных дизельных двигателей в сборе с механическими коробками переключения передач со значительным остаточным моторесурсом в качестве привода вспомогательных механизмов транспортной техники, таких как электростанции, компрессоров, рефрижераторов и насосов. С ужесточением экологических норм выбросов в Европе, Корее и Японии активно развивается рынок утилизированных автомобилей и их деталей. Наименьшей популярностью по причине ограничений по выбросам пользуются дизельные автомобильные силовые агрегаты с навесным оборудованием, управляющей электроникой, системами питания, зажигания и прочими комплектующими. Отсюда, применение в нашем регионе б/у дизельных силовых агрегатов утилизированного автотранспорта в приводах исполнительных механизмов имеет большую актуальность и позволяет существенно удешевить их производство. В связи с этим, объектом исследования был выбран автомобильный дизельный двигатель Mitsubishi 4D68Tи коробка переключения передач ВАЗ-2107, служащего, в нашем случае, регулирующим понижающим одноступенчатым редуктором. Впервые, на основе имеющегося теоретического расчета скоростных характеристик двигателя внутреннего сгорания и заводских исходных данных, предлагается методика подбора силового агрегата совместно с механической коробкой передач в качестве привода исполнительного механизма. Рассчитан оптимальный режим работы дизельного двигателя с учетом выбранной передачи механической коробки переключения передач при различной нагрузке на примере судового дизель-генератора.

https://doi.org/10.48081/TEKL8315

2025

Выпуск 1

В данной работе исследуется влияние технологических параметров 3D-печати методом Fused Deposition Modelling (FDM) на прочность при растяжении образцов из полилактида (PLA). Рассматриваются три ключевых фактора: плотность заполнения, толщина стенок и скорость печати. Проведен трехфакторный эксперимент с двумя уровнями, в ходе которого напечатаны образцы и выполнены их механические испытания. На основе экспериментальных данных получено линейное уравнение регрессии, позволяющее количественно оценить влияние каждого фактора. Анализ коэффициентов уравнения показал, что наибольшее влияние оказывает толщина стенок, увеличение которой приводит к снижению прочности. Плотность заполнения положительно влияет на механические свойства, однако эффект выражен слабее. Скорость печати не оказывает значимого влияния, что подтверждается статистическим анализом. Графический анализ зависимости факторов от прочности подтвердил адекватность модели. Физическое объяснение полученных результатов связано с особенностями формирования структуры изделий при FDM-печати. Оптимизация параметров позволяет повысить прочность напечатанных деталей, что имеет значение для инженерных и биомедицинских приложений. Полученные результаты могут быть использованы при настройке технологического процесса для изготовления функциональных изделий методом FDM, также могут быть использованы для оптимизации параметров печати с целью повышения качества и надежности изделий, изготовленных методом FDM.

https://doi.org/10.48081/HEXW7700

2025

Выпуск 1

По мере развития технических параметров конвейерных систем транс-портировки сельскохозяйственного сырья постепенно улучшается качество зер-на, повышается эффективность работы сложной конструкции ленточного транспортера, снижаются затраты на погрузочные работы, совершенствуют-ся погрузочно-разгрузочные системы непрерывного действия. Целью статьи яв-ляется изучение эффективности транспортировки и производительности про-цесса перемещения зерновых грузов, с усовершенствованием конструктивно-технологической схемы ленточного транспортера при засорении зерновой пы-лью. Используя методы анализа, синтеза и сравнения исследованы основные кон-цепции и прикладные исследования производительности ленточного транспор-тера по режимным параметрам для обоснования оптимальных конструктивно-технологических действий, обеспечивающих снижение энергоемкости и обосно-вания экономической эффективности сельскохозяйственного производства, оценки качества урожая непосредственно в послеуборочном цикле зернопроиз-водства. Результаты указывают на то, что исследование позволило определить ди-намические нагрузки, которые приводят к отказам элементов конвейера, засоре-нию пылью роликовых опор, разрывам ленты. Рассмотрена возможность реали-зации процессов очистки насыпного зернового груза в период транспортировки, хранения и переработки партии зерна для предотвращения дополнительного об-разования пыли, потому как стирается небольшая часть наружной поверхности каждой зерновки. Обзор и анализ исследований существующих технологий пока-зал воздействие конструктивных особенностей на производительность и каче-ство зерновой перевозки. Модификация роликов на восходящей ветви рабочего органа ленты снижает потери зерна с двух сторон при проскальзывании на ве-дущем барабане.

https://doi.org/10.48081/XRTS6041

2025

Выпуск 1

Статья посвящена основным направлениям повышения срока службы и износостойкости машин и материалов, используемых в горнодобывающей и перерабатывающей промышленности Казахстана. В статье рассмотрены процессы и технология газопламенной наплавки металлических порошков, установлены перспективные современные газотермические методы для создания упрочненного поверхностного слоя деталей машин. На базе проведенных исследований газотермического способа нанесения износостойких покрытий, разработана новая конструкция рабочего колеса центробежного грунтового насоса. В результате технико-экономического обоснования применения газотермической наплавки, установлена эффективность использования плазменных струй электродуговых плазматронов, мощностью от 10 до 60 кВт, обеспечивающих прочность сцепления до 500 МПа и коэффициента экономической эффективности 0,56. Оптимизированы углы входа и выхода лопаток, профилированных по брахистохроне и логарифмической спирали, что снижает ударное воздействие твердых частиц. Применение самофлюсующегося сплава ПГ-Ж40 с боридом хрома CrB₂ позволяет значительно увеличить ресурс работы насосов. Приведены данные о сроках службы деталей насосов в различных условиях эксплуатации, а также результаты исследований, подтверждающие эффективность предложенного метода. Полученные разработки могут быть применены не только в горной промышленности, но и в нефтегазовой, строительной и металлургической отраслях, где оборудование подвергается интенсивному износу.

https://doi.org/10.48081/PCLU8470

2025

Выпуск 1

В настоящее время сталь HARDOX широко используется машиностроительными предприятиями Республики Казахстан (РК). Результаты исследования проведенные в условиях машиностроительных предприятий показали, что существует проблема при механической обработке стали HARDOX связанная с большим расходом режущих инструментов. Так как при обработке стали HARDOX режущий инструмент подвергается преждевременному износу. Такое состояние проблемы диктует необходимость разработки ресурсосберегающего способа обработки стали HARDOX. Целью научного исследования является определение влияния режимов резания на твердость обработанной поверхности стали HARDOX при термофрикционном фрезеровании с импульсным охлаждением. Для исследования твердости обработанной поверхности после термофрикционного фрезерования с импульсным охлаждением использовались методы экспериментального исследования, планирование эксперимента с использованием компьютерной программы «Statistica 10». Результаты экспериментального исследования показали, что, подбирая режимов резания можно управлять твердостью обработанной поверхности. Известно, что сталь HARDOX 450 имеет гарантированную твердость 425-475 HB. Диапазон разброса твердости не превышает 50 HB согласно техническим требованиям SSAB. В результате экспериментального исследования выявлено, что исходной твердость стали HARDOX 450 не снижается и при необходимости за счет подбора режимов резания можно обеспечит его повышения. Установлено, что с увеличением глубины резания (t) и скорости подачи (S) увеличивается твердость (HB) обработанной поверхности.

https://doi.org/10.48081/BNPE4061

2025

Выпуск 1