Одной из важнейших технологических операций, определяющих качество отливок, является изготовление литейной формы. В статье приводится анализ современного состояния вопроса получения высококачественных отливок литье в песчано-смоляные формы (далее – ПСФ). Определено, что ПСФ позволяет изготавливать качественные отливки с минимальным процентом дефектов литья, но недостатком таких литейных форм является высокая стоимость связующего – термореактивной смолы пульвербакелита. Определено, что одним из основных направлений снижения стоимости формы за счет снижения содержания связующего, а, следовательно, и отливки в целом, является использование давления в процессе формообразования. Исследования направлены на отработку технологических режимов в условиях применения вариативного давления, позволяющих сократить содержания связующего в ПСФ. В связи с этим исследования, способствующие совершенствованию технологического процесса изготовления песчано-смоляных литейных форм, в частности, обеспечивающих высокую прочность и плотность при одновременном уменьшении содержания дорогостоящего связующего (пульвербакелита) в смесях, и не ухудшающих при этом других параметров, является актуальными. Важным вопросом для литейных форм является их состав. Традиционно основными компонентами форм являются наполнитель (кварцевый песок) и связующее (один из видов смолы – пульвербакелит). Помимо основных компонентов в исследовании используются добавки: керосин и технический спирт. В исследованиях строго соблюдяется санитарно-гигиенических норма на рабочем месте вследствие выделения фенола и аммиака при деструкции смолы. Всего проанализировано около 20 источников.

https://doi.org/10.48081/LYLN8169

2024

Выпуск 2

В данном проекте представлен трехступенчатый шариковый тяговый привод для электромобилей, обеспечивающий замечательное соотношение скоростей 1/27. Геометрические и кинематические аспекты были тщательно проанализированы и рассчитаны вручную, а затем проверены с помощью программного обеспечения Recurdyn при различных скоростях вращения (100, 500, 1000 об/мин). Для предотвращения смещения шариков при более высоких скоростях вращения была применена стратегия, предусматривающая небольшой зазор между промежуточными шариками. При выборе материала предпочтение было отдано стали "Gear-Steel" из-за ее высокого предела текучести, дополненного интеграцией в упорный подшипник. Анализ статического равновесия проводился вручную, чтобы получить представление о взаимосвязи между силами предварительного нагружения, которые затем были визуализированы с помощью графиков MATLAB. Эффективность качения для каждой ступени рассчитывалась отдельно. Конструкция предусматривала соединение трех круглых фланцев с помощью 18 штифтов и 18 тяжелых шестигранных болтов. Моделирование в ANSYS выявило максимальное эквивалентное напряжение в 737 МПа на третьей ступени. Наконец, Solidworks помог оптимизировать топологию, что привело к заметному уменьшению общего объема на 14,5 %.

https://doi.org/10.48081/AHMR1201

2024

Выпуск 2

В данной статье проведен термодинамический анализ процесса обработки первичного алюминия борной кислотой в ковше. Для расчетов использовалось программное обеспечение HSC Chemistry 9.0 компании Outotec Technologies. В расчетах исследуемый температурный диапазон соответствовал производственным условиям АО «Казахстанский электролизный завод» в пределах 650 – 950 0С. Диапазон давлений принимался исходя из технологических условий флюсовой обработки алюминия в раздаточном ковше с рабочей высотой 2 м и находился в пределах 101,33–148,99 кПа. Наличие твердой фазы и низкая кинетика процессов характеризуется нижним пределом указанного диапазона температур. Наиболее приближенным к реальным рабочим условиям при электролизе демонстрирует верхний предел температур. Давление у зеркала металла представляется нижним пределом в диапазоне давлений, верхним представлено давление на глубине погружения флюса эквивалентного 2 м. Глубина погружения навески в расчетах варьировалась в диапазоне 0,5 – 2 м. Исследования проводились в рамках грантового финансирования Комитета науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан по конкурсу «Жас Галым» по проекту ИРН АР19175493 «Разработка технологии рафинирования первичного алюминия фильтрами с активной поверхностью». Термодинамический анализ в исследованном диапазоне температур и давлений однозначно свидетельствует о том, что фазы борида ванадия более стабильны по сравнению с боридами алюминия, и, следовательно, они будут образовываться преимущественно в данном температурном диапазоне. Порядок стабильности также предполагает, что ванадий может быть легко удален из расплавов алюминия путем добавления бора.

https://doi.org/10.48081/VXZY6701

2024

Выпуск 2

В данной статье представлены результаты научно-исследовательских работ, выполненных авторами в области определения предельных нагрузок в съемном оборудовании вагон-платформ в сцепе при перевозке длинномерных рельсовых плетей (от 800 м) на железных дорогах Казахстана. Проведенный предварительный обзор и анализ существующих методов и методик расчета показал, что на данный момент нет расчетных моделей, учитывающих предельные нагрузки при перевозки длинномерных рельсовых плетей (от 800 м) по железным дорогам. В работе предложены основные расчетные схемы для определения предельных нагрузок в съемном оборудовании вагон-платформ в сцепе при перевозке длинномерных рельсовых плетей (от 800 м) при прохождении круговых кривых. Основной идеей исследования является то, что разрабатываемый метод расчета предельных нагрузок в съемном оборудовании вагон-платформ в сцепе (рельсовозах) при перевозке длинномерных рельсовых плетей (от 800 м) позволит определять безопасность их транспортирования по железным дорогам Казахстана. Реализация данного научного проекта существенно повысит эффективность внедрения высокоскоростного «бархатного пути» в Казахстане. Представленные результаты исследований, на наш взгляд, имеют серьезное прикладное значение, которое, несомненно, будет интересно инженерам и ученым, занимающимся исследованиями в области железнодорожного транспорта.

https://doi.org/10.48081/KZSI2960

2024

Выпуск 2

Приведен анализ работ в области эксплуатации и технического обслуживания автомобилей с газобаллонным оборудованием. В частности, рассматривается проблема запуска двигателя автомобилей с системой питания газовым топливом в холодное время года. В автомобильном газовом баллоне cжиженные углеводородные газы находится в агрегатных состояниях: жидком и газообразном. Под действием температуры окружающей среды в баллоне происходит изменение агрегатного состояния газа и содержанием тепла в системе. Целью данной работы является обеспечение работоспособности автомобилей с газовым оборудованием в системе питания при отрицательных температурах путем поддержания давления сжиженного углеводородного газа в автомобильном газовом баллоне в заданных пределах. Авторами предлагается система подогрева газа в баллоне с установкой ленточного нагревателя снаружи в виде кожуха, а также спирального змеевика с электронагревателем, встраиваемого в боковой стенке баллона. Отражена методика определения необходимой мощности нагревательного элемента, времени работы нагревателя для поддержания давления, а также потери тепла в баллоне в процессе эксплуатации. В условиях учебно-производственных мастерских факультета Инженерии НАО «Торайгыров университет» разрабатывается учебный стенд компонентов газобаллонного оборудования автомобиля с возможностью проведения экспериментов.

https://doi.org/10.48081/HDMO1329

2024

Выпуск 2

Выполненные исследования показали, что существует проблема механической обработки труднообрабатываемых материалов, в частности титановых сплавов в условиях отечественных машиностроительных производств. Наиболее существенной проблемой является низкая производительность и высокая интенсивность изнашивания режущего инструмента при обработке титановых сплавов. Были проведены экспериментальные исследования по обработке титановых сплавов способом высокоскоростного фрезерования. Было установлено, что при высокоскоростном фрезеровании на частотах вращения шпинделя превышающей nшп ≥6000-7000 об/мин наблюдается износ режущей части инструментов. В данной статье приводится результаты исследования процесса износа инструмента при обработке титанового сплава ВТ1-0 с помощью специальной компьютерной программы DEFORM-3D. Для моделирование были введены следующие режимы обработки n=12000 об/мин, t= 1 мм, S=4500 мм/мин. В результате установлено, что интенсивность износа зависит, главным образом, от величины частоты вращения торцевой фрезы и подачи. А также по результатам данного моделирования можно выполнить экстраполяцию времени, в течение которого при данном режиме фрезерования твердосплавная режущая пластинка достигнет критической величины износа. Исследование выполнено в рамках грантового проекта №АР19174917 «Исследование и повышение качества высокоскоростного фрезерования труднообрабатываемых материалов путем моделирования процесса и оптимизации режимов резания».

https://doi.org/10.48081/WPVO6004

2024

Выпуск 2

При производстве ферросплавов требуется высокое качество шихтовых материалов и тщательная их подготовка для обеспечения нормальной работы печей и соответствия продукции стандартам заказчиков. Углеродистые восстановители, используемые в этом процессе, должны обладать высокой реакционной способностью, электрическим сопротивлением, и соответствовать строгим требованиям по содержанию золы, влаги и летучих веществ. Качество восстановителей значительно влияет на технические показатели основного оборудования и процесс восстановления металла. Одним из важных показателей восстановителей является их влажность, которая влияет на режим работы печей и их транспортировку. В ферросплавной промышленности колебания влажности компонентов шихты могут привести к изменениям тепловых и электрических режимов печи. К примеру, для производства высокоуглеродистого феррохрома требуется предварительная сушка восстановителей до строго определенного показателя влажности. Влагоемкость и водонасыщение восстановителей являются важными показателями для определения температуры и режима сушки. В исследовании рассматривается использование углей марки Г месторождения Жалын для производства спецкокса и в смеси с углями марки Д месторождения Шубарколь в соотношении 1:1. Целью экспериментов было изучение влагоемкости и процесса водонасыщения полученного спецкокса в сравнении с Шубаркольским спецкоксом. Результаты исследований показывают, что влагоемкость спецкокса влияет на оптимизацию производственных процессов, улучшение эксплуатационных характеристик, хранение и транспортировку, контроль качества, энергетическую эффективность и экологическую безопасность. Таким образом, исследования влагоемкости спецкокса играют важную роль в повышении эффективности, безопасности и устойчивости промышленных процессов.

https://doi.org/10.48081/RKRP8312

2024

Выпуск 2

В статье рассматривается одна из актуальных задач в области обработки металлов давлением – изучение закономерностей изменение микроструктуры при реализации интенсивных сдвиговых деформации при прокатке в системе калибров «овал-круг». Для описания эволюции микроструктуры выбран метод численного моделирования на основе феноменологической модели Джонсона-Мейла-Аврами-Колмогорова (JMAK модель), широко используемый в исследованиях различных процессов обработки металлов давлением. В программном комплексе DEFORM 3D выполнено конечно-элементное моделирование процесса прокатки по трапдицинной и новой схеме, расчитаны параметры микроструктуры для стали AISI 316 с использованием модели динамической рекристализации. Произведен сравнительный анализ значений и характера распределения по сечению средних размеров зерна материалов, полученных при прокатке по традиционной и новой схеме. По результатам моделирования установлено, что реализация интенсивных сдвиговых деформации при прокатке в системе калибров «овал-круг» обеспечивает более интенсивные и равномерное измельчение зерна по всему сечению полосы по сравнению с традиционной схемой. Получено подтверждение неоднородности механических свойств металла по сечению при прокатке по традиционной схеме прокатки. Доказано эффективность новой схемы прокатки в проработке наиболее пораженных дефектами участков исходной заготовки.

https://doi.org/10.48081/GTRY3997

2024

Выпуск 2

Термодинамическое моделирование было проведено с использованием программного пакета HSC Chemistry для определения оптимальных параметров процесса, применяя вращающийся план второго порядка (план Бокса-Хантера). Данное моделирование способствует улучшению понимания физических и химических процессов, позволяет прогнозировать поведение системы в различных условиях, оптимизировать процессы и сокращать время и ресурсы, необходимые для экспериментов. Определены влияние температуры на равновесное распределение кремния, марганца и алюминия в системе «брикет-уголь-кварцит». Определены степень перехода кремния и марганца в комплексную лигатуру, а также содержание этих металлов в сплаве с помощью термодинамического моделирования. Повышение эффективности комплексной переработки сырья в ферросплавной отрасли также способствует использование подготовленной шихты в виде брикетов из руды и восстановителя. Мы предлагаем выплавку комплексной лигатуры из брикета, состоящего из некондиционного марганцевого сырья, отсевов кокса, а также из высокозольного угля и кварцита, с последующим моделированием процесса выплавки в лабораторной руднотермической печи. Электроплавка проводилась с использованием марганецсодержащих брикетов, высокозольного угля и кварцита (для корректировки химического состава и нейтрализации остаточного углерода) в руднотермической электропечи мощностью до 150 кВ*А. В результате опытов по руднотермической электроплавке брикета с высокозольным углем была получена комплексная лигатура со средним содержанием кремния 45,92–53,11%, марганца 27,72–34,81% и алюминия 5,60–6,91%.

https://doi.org/10.48081/YBOS2438

2024

Выпуск 2

Экскаваторы – это вид тяжелой автомобильной техники, широко используемой в строительстве и землеройных работах. Они оснащены ковшами, которые используются для копания, подъема и перемещения таких материалов, как почва, камни и мусор. Традиционный метод крепления и отсоединения ковшей к экскаваторам обычно является трудоемким, требует ручного труда двух и более человек, а также точного выравнивания и использования различных инструментов, что приводит к более длительной настройке и простою по сравнению с современными системами быстрого снятия. [1]. Как показала практика, использование быстроразъёмного механизма значительно облегчают крепление ковшей к экскаваторам, ускоряя и упрощая замену навесного оборудования. Это устройство значительно сокращает время, необходимое для установки и снятия ковша со стрелы экскаватора, повышая общую эффективность работы. Целью данного исследования является оценка эффективности различных конструкций механизма быстрого сцепления и расцепления ковшей экскаваторов путем проведения сравнительного анализа. В ходе исследования будут оценены такие факторы, как эффективность, надежность, производительность, и безопасность. Кроме того, в ходе исследования будет оценена простота использования быстроразъемного механизма путем сбора отзывов от операторов экскаваторов, имеющих опыт работы с обоими способами крепления. [2,7,8].

https://doi.org/110.48081/PIJQ7782

2024

Выпуск 2