Машиностроение

Рабочая тетрадь содержит задания к практическим работам учебно-технологического практикума в литейных мастерских.

Рабочая тетрадь содержит задания к практическим работам учебно-технологического практикума в литейных мастерских.

Приведены условия домашних заданий, примеры их выполнения, а также необходимые теоретические сведения. Задания направлены на формирование у обучающихся навыков проведения расчетов напряженно-деформированного состояния и прочности лопаток и дисков турбин как в 2D-, так и в 3D-постановках. Дополнительно рассмотрено решение задачи конструктивно-прочностной оптимизации диска турбины.

Приведены пример расчета на ЭВМ в среде MathCAD крутильных колебаний электропривода рабочих валков сортопрокатной клети, пример обработки осциллограммы крутильных колебаний методом полных циклов с выявлением амплитудного спектра нагрузки и пример вычисления по диаграмме Веллера, построенной в логарифмических координатах, циклического ресурса опасного сечения рабочего валка.

Приведены примеры расчета термодинамической эффективности циклов работы трех установок сжижения природного газа. Показана общая последовательность определения дополнительных затрат работы для компенсации производства энтропии в различных элементах рассмотренных технологий ожижения природного газа.

Рассмотрены различные методические подходы к CFD-моделированию рабочих процессов в различных технологических машинах и оборудовании, в которых применяются сжатый воздух или разреженный газ. Содержится информация, необходимая для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Основы научных исследований в вакуумной, компрессорной технике и пневмомеханике».

Изложены сведения, необходимые для выполнения лабораторных работ, поясняющих особенности технологического процесса пайки, изучаемого в рамках дисциплины «Пайка и специальные методы сварки». Описание каждой лабораторной работы включает в себя теоретическую, методическую и контрольную части.

Приведена постановка задачи численного моделирования при определении устойчивости конструкций трубных пучков теплообменных аппаратов в соответствии с подходом А.М. Ляпунова. Представлен переход к критериальным оценкам для крупномасштабного трубного пучка на основе теории подобия и анализа размерностей применительно к исследованию динамики и прочности конструкций ядерных энергетических установок (ЯЭУ) в турбулентных потоках однофазного теплоносителя при выборе и обосновании условий нормальной эксплуатации.

Рассмотрены характерные особенности механической обработки деталей из цветных сплавов, приведены справочные данные по выбору материалов и геометрических параметров режущей части инструмента, назначению элементов режима резания на операциях точения, обработки отверстий и фрезерования типовых марок цветных металлов и сплавов (алюминиевых, магниевых, медных). Приведены примеры назначения элементов режимов резания при различных формообразующих операциях.

Издание состоит из двух частей. Первая часть посвящена теоретическим основам статики и кинематики жидкости, расчетам трубопроводов и силового воздействия потока жидкости на ограничивающие его преграды. Во второй части рассмотрены рабочие схемы и характеристики объемных гидроприводов и их устройство, а также лопастные насосы и турбины, гидродинамические передачи и пневматический привод. Приведены решения типовых задач по основным направлениям. Настоящее издание дополнено краткими основными сведениями по безопасности, испытаниям и эксплуатации гидропривода.

Представлены классификация и обозначения смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС), используемых при обработке резанием металлов. Рассмотрены функциональные и эксплуатационные свойства, состав, области применения основных видов СОТС (жидких, твердых, газообразных и пластичных). Особое внимание уделено водным и масляным смазочно-охлаждающим жидкостям. Даны рекомендации по выбору СОТС.

Представлена лабораторная работа, посвященная определению коэффициента теплопередачи ограждения холодильной камеры расчетным и экспериментальным способом. Приведены описание холодильной камеры и схемы замера температур, дана методика проведения испытаний и обработки экспериментальных данных.

Представлены общие требования к организации и выполнению выпускной квалификационной работы (дипломного проектирования). Приведены требования к содержанию и оформлению дипломного проекта, изложены основные правила оформления пояснительной записки, дан необходимый справочный материал.

Приведены сведения по основам работы в системе геометрического моделирования КОМПАС-3D, системе моделирования процессов пластического деформирования листовых материалов PAM-STAMP 2G и системе моделирования процессов сварки и наплавки VISUAL WELD для моделирования процессов восстановления деталей в машиностроении.

Издание содержит материалы лекций по курсу «Методы контроля проникающими веществами». Представлены сведения о физических основах капиллярных методов контроля. Подробно рассмотрены физические основы методов капиллярной дефектоскопии, оборудование и технология капиллярной дефектоскопии. В приложении даны варианты типовых заданий для проведения промежуточной аттестации студентов.

Приведены материалы лекций по курсу «Методы контроля проникающими веществами», основанные на исследованиях в области контроля герметичности. Усвоение материала учебного пособия позволит студентам получить практические навыки решения теоретических и практических задач.

Приведен материал для дополнительных занятий по курсу «Научная работа студентов», который основан на работах в области ультразвукового контроля, позволяющих студентам получить практические навыки измерения акустических параметров ультразвуковых волн, построения диаграммы направленности преобразователей.

Пособие предназначено для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Ожижители природного газа». Приведено описание термодинамических основ энтропийно-статистического анализа. Рассмотрены необходимые исходные данные и среднестатистические величины, используемые в расчете установок. Показана общая последовательность определения дополнительных затрат работы для компенсации производства энтропии в различных элементах установки сжижения природного газа, в том числе в цикле с предварительным охлаждением парокомпрессионной холодильной машины. Даны вопросы и задания для самоконтроля.

Изложены краткие сведения о материалах с особыми магнитными и электрическими свойствами, которые применяют в современных конструкциях приборов и устройств. Приведена классификация пермаллоев, а также магнитотвердых материалов. Показано влияние химического состава и технологических факторов на свойства порошковых магнитомягких ферритов. Приведена методика экспериментального определения магнитных и электрических свойств материалов. Выполнение конкретных заданий на лабораторных занятиях направлено на установление закономерных связей, раскрывающих влияние химического состава и условий обработки на структурное состояние и свойства магнитомягких и магнитотвердых материалов, а также проводников электрического тока.

Издание является первым в серии учебных пособий «Лекции по актуальному перспективному материаловедению». Представлены теоретические основы и прикладные аспекты науки «Материаловедение». В доступной форме рассмотрены закономерности формирования структуры и способы управления свойствами материалов. Детально описан широкий спектр конструкционных материалов, их характерные свойства и области применения.

Представлен значительный объем информации по современным наукоемким процессам аддитивных технологий, применяемых в машиностроении. Особое внимание уделено лазерным аддитивным технологиям стереолитографии, селективного лазерного плавления и прямого лазерного осаждения материала. Рассмотрены физические основы процессов, их технологические особенности и оборудование для промышленной реализации.

Приведена методика использования метода конечных элементов при разработке технологических процессов ковки и объемной штамповки. Значительное место уделено особенностям реализации метода конечных элементов в программе QForm — одном из наиболее востребованных программных продуктов для моделирования технологических процессов обработки давлением объемных заготовок. Показаны источники возможных ошибок при моделировании. Рассмотрены средства анализа результатов моделирования и интерпретации результатов расчета, настройки параметров расчета, примеры моделирования с использованием программы QForm. Приведены базовые материалы по основам физики и механики пластической деформации, технологии ковки и объемной штамповки, технологическим особенностям кузнечно-штамповочного оборудования. В конце каждого раздела пособия даны вопросы и задания для самоконтроля.

Даны описание и анализ систем автоматизированного управления качеством изделий. Рассмотрены особенности возникновения составляющих погрешностей обработки в условиях комплексной автоматизации.

Издание содержит материалы по выполнению лабораторной работы, посвященной экспериментальному исследованию теплового насоса воздух — вода. Приведено описание лабораторного стенда, его основных элементов, изложена методика проведения испытаний и обработки экспериментальных данных.

Издание предназначено для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Методы расчета и проектирования наземных транспортно-технологических средств (Ч. 2. Машины непрерывного транспорта)». Представлены основные положения теории транспортерных лент. Приведены конструкция транспортерной ленты, ее технические требования и свойства. Указаны порядок расчета, а также экспериментальное определение прочности транспортерной резинотканевой ленты. Даны задания и порядок выполнения работы, требования к содержанию отчета.

Представлены теоретические сведения о двухканатных грейферах и даны рекомендации по выполнению лабораторной работы, включающей исследование усилий в канатах двухканатного грейфера при совершении им рабочего цикла.

Дано описание лабораторного стенда для испытания воздушного нагнетателя диагонального типа, работающего в составе системы кондиционирования воздуха летательных аппаратов. Представлена методика пересчета рабочей характеристики нагнетателя, работающего при переменных параметрах и на различных веществах.

Рассмотрена методика испытания канального вентилятора, входящего в состав систем кондиционирования воздуха различных объектов. Приведено описание лабораторного стенда. Представлен порядок проведения лабораторной работы и обработки экспериментальных данных.

Издание предназначено для выполнения лабораторных работ по дисциплинам «Методы расчета и проектирования наземных транспортно-технологических средств (Ч. 2. Машины непрерывного транспорта)», «Модули для паллетированных грузов» и «Конструирование элементов грузоподъемных машин». Рассмотрена конструкция транспортирующей системы, состоящей из различных видов транспортирующих машин (роликовые конвейеры, ленточный конвейер и др.) и определены ее основные характеристики.

Дано описание устройства и работы источников питания для дуговой сварки, приведены методики измерения внешних вольт-амперных характеристик, правила настройки и использования оборудования для измерения электрических параметров источников питания.

Предлагаемое учебное пособие содержит описание физических основ и методов акустико-эмиссионного контроля и вибродиагностики опасных производственных объектов. Рассмотрены методики оценки технического состояния диагностируемых объектов. Приведены примеры составления заключения по экспертизе промышленной безопасности опасных производственных объектов и определения безопасных режимов их эксплуатации.

Рассмотрены компоненты гидропривода, гидрофицированное прокатное оборудование, устройство типового пневмопривода, пневматические и гидропневматические механизмы. Пособие предназначено для самостоятельной проработки студентами дисциплины «Гидро- и пневмопривод металлургических машин».

Представлены рекомендации для выполнения выпускной квалификационной работы (ВКР) магистра по направлению 22.04.01 «Материаловедение и технологии материалов». Обоснована важность способности студента к самостоятельной работе. Показана роль научного руководителя ВКР, заключающаяся в формировании у магистранта способностей самостоятельно вести научный поиск, ставить и решать профессиональные задачи, профессионально излагать специальную информацию, научно аргументировать и защищать свою точку зрения, опираясь на сформированные компетенции.

Рассмотрены основные показатели прочности, надежности и долговечности для одной из основных деталей машин — зубчатых колес, которые следует учитывать при выборе материалов для их изготовления и способов дополнительного упрочнения. Раскрыт алгоритм выбора марки стали и технологии термической и химико-термической обработки с учетом критериев прочности, надежности и долговечности.

Рассмотрены воздухораспределительные устройства различного типа, входящие в состав систем кондиционирования воздуха разных объектов, расчет и инструментальное определение геометрических параметров струй. Дано описание лабораторного стенда, изложена методика проведения испытаний и обработки экспериментальных данных.

Дано описание лабораторных работ, посвященных изучению принципов построения и функционирования взрывных устройств, предназначенных для сварки взрывом плоских пластин (модуль 1), а также для взрывного прессования плоских и осесимметричных заготовок из порошкообразных материалов (модуль 2).

В сборник включены доклады, представленные на Одиннадцатой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России», которая состоялась в сентябре 2018 г. в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Структура сборника отражает тематическую направленность конференции. Тексты докладов размещены в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.RU.

Представлены описания абсорбционных холодильных машин. Рассмотрены области применения холодильных машин и их основные параметры, а также типы и конструктивные схемы холодильных машин, конструкции их основных аппаратов. Изложены методики расчета циклов холодильных машин и их основных аппаратов. Приведены описания выполнения домашних заданий, посвященных указанным расчетам.

Приведены основные понятия качества и надежности сварных соединений и изделий, понятия вероятностной оценки достоверности контроля качества. Рассмотрены способы повышения качества сварки. Изложены цели и задачи, решаемые в области управления качеством сварочных процессов. Представлены некоторые положения теории вероятностей и математической статистики, примеры их применения для контроля качества сварки, а также основные методы статистического анализа, методы регулирования качеством и расчета объема выборки при проведении приемочного контроля. Указаны правила вероятностной оценки достоверности контроля качества. Даны схемы проведения комплексного контроля качества и оценки его достоверности и эффективности. Охарактеризованы технологическая и эксплуатационная модели оценки норм допустимости дефектов. Проанализировано влияние различных дефектов на работоспособность сварных соединений.

Приведены сведения, необходимые для выбора подшипников качения по заданным условиям их эксплуатации. Изложены новые методы расчетов опор с подшипниками качения в соответствии с действующими в настоящее время межгосударственными стандартами. Даны рекомендации по проектированию опор и типовые примеры расчетов. Издание соответствует программе курса «Основы конструирования машин».

Рассмотрены основные типы планетарно-цевочных передач, приведены зависимости для их кинематического расчета и построения профилей зубьев, изложены методы силового расчета зацепления и различных узлов планетарно-цевочных редукторов.

Приведены основные сведения о количественных критериях надежности восстанавливаемых и невосстанавливаемых изделий, законах распределения срока их службы, способах резервирования и надежности конструкций и отдельных типов деталей машин. Для каждой темы рассмотрены типовые задачи и их решения. Представлены задачи для самостоятельного решения, имеющие различный уровень сложности.

Изложены методы проектирования машин и механизмов на основе формирования целевых функций в виде критериев оптимальности, таких как расход энергии, габаритные размеры, время разгона машин. Акцентировано внимание на методах повышения экономичности машин с рекуперацией энергии торможения. В каждом разделе пособия приведены вопросы для самоконтроля.

Рассмотрена методика использования программ расчетов в системе MathCAD при проектировании и анализе планетарных и кулачковых механизмов с помощью ЭВМ по нескольким качественным показателям. Приведены алгоритмы программ, которые целесообразно использовать для проведения расчетов в процессе практических занятий с применением ЭВМ в специализированной аудитории, оснащенной электронной интерактивной доской.

Издание содержит описание восьми лабораторных работ по курсу «Теория механизмов и машин». Приведены краткие теоретические сведения, необходимые для понимания физической сущности тех разделов дисциплины, которые подкрепляются экспериментальными исследованиями, а также описания моделей и лабораторных установок, указаны порядок проведения работ и требования к отчетности по ним.

Рассмотрены некорректные обратные задачи статистической динамики, задачи по структурному анализу траекторий случайных процессов, задачи статистического диагностирования конструкций, а также методы расчета конструкций, находящихся в условиях интенсивной коррозии и интенсивных нерегулярных воздействий. Для решения нелинейных задач рассмотрены методы марковских процессов, методы уравнений Фоккера — Планка — Колмогорова, методы статистической линеаризации. Приведены задачи по оптимизации параметров машин и конструкций и их решения.

Кратко изложен материал разделов «Синтез эвольвентных зубчатых передач», «Кинематика планетарных зубчатых механизмов» и «Синтез кулачковых механизмов» дисциплины «Теория механизмов и машин», необходимый для прохождения студентами рубежного контроля знаний. Рассмотрены примеры решения типовых задач применительно к зубчатым и кулачковым механизмам, предложены задачи для самостоятельного решения.

Рассмотрены основные показатели прочности, надежности и долговечности валов и осей, которые следует учитывать при выборе материала для их изготовления и метода дополнительного упрочнения. Обоснована необходимость рассмотрения критериев конструкционной прочности материалов для обеспечения надежной и долговечной работы валов.

Представлены лабораторные работы по дисциплине «Техническая диагностика машин» по тарировке тензодатчиков, исследованию собственных изгибных колебаний консольной балки с сосредоточенной и распределенной массой, а также по вибродиагностике изнашивания червячного зацепления. Материалы по каждой лабораторной работе содержат теоретическую и экспериментальную части, а также контрольные вопросы.

Приведены конструкции узлов и деталей машин общепромышленного применения, а также важные справочные данные. Рассмотрены разъемные и неразъемные соединения, передачи зацеплением (зубчатые, червячные, планетарные, волновые, цевочные), валы, подшипники качения и скольжения, муфты, а также вопросы триботехники. Даны рекомендации по выполнению рабочих чертежей типовых деталей машин.