Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом

Дано описание общей последовательности процессов микротехнологии на примерах производства интегральных микросхем и кремниевого микродатчика давления. Рассмотрены основные этапы получения кремниевых монокристаллических пластин, ключевые операции микротехнологии — изготовление кремниевых пластин, оксидирование. Акцентировано внимание на взаимосвязи между свойствами материалов, структуры, устройством и электрическими характеристиками микроструктур. Рассмотрены физико-химические модели и методы анализа качества технологических процессов микротехнологии.

Приведены пояснения и рекомендации для выполнения домашнего задания по дисциплине «Основы теории управления и цифровой обработки сигналов». В рамках выполнения курсовой работы предусмотрено создание в среде пакета MATLAB приложения, выполняющего функции фильтрации и модификации звукового сигнала.

В издании описаны процесс программирования скоординированных перемещений двух роботов-манипуляторов на базе коллаборативного робота IRB 14000 YuMi и особенности конфигурирования контроллера IRC5. Рассмотрены общие вопросы безопасности, процесс работы с пультом управления FlexPendant, данные о калибровке робота, структура программы и программных данных, управление входами и выходами.

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.

Изложены основные теоретические сведения о классическом методе расчета переходных процессов в цепях первого и второго порядков. Представлены материалы, необходимые для проведения лабораторной работы: задание, порядок выполнения, методические указания к проведению работы, а также контрольные вопросы.

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.

В статье рассмотрен процесс проектирования на раннем (предэскизном) этапе электромеханического привода подъемной платформы, представляющего собой совокупность асинхронного частотно-регулируемого электрического двигателя, двухступенчатого эвольвентного косозубого зубчатого редуктора и рычажного механизма ножничного типа. На предварительном этапе проектирования электромеханического привода подъемной платформы определялась его структура, виды входящих в ее состав двигателей и механизмов, а также основные технические характеристики привода. В частности, определялись параметры рычажного механизма (геометрические и массо-инерционные характеристики), зубчатого редуктора (геометрические параметры, модули, числа зубьев, передаточные числа), осуществлен выбор электродвигателя, проведен расчет кинематических и силовых характеристик, динамическое исследование привода. Предварительное проектирование было осуществлено с использованием программы Mechanic. В результате предпроектного исследования было сформировано схемно-конструктивное решение подъемной платформы и электромеханического привода, определены основные их технические характеристики. В результате было доказано, что использование программы Mechanic может быть эффективно применено на начальных этапах проектирования подъемной платформы и различных подъемно-транспортных механизмов и машин.

Изложены основные сведения о процессах, происходящих в зоне резания при токарной обработке, о видах смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и их функциональных действиях, способах подачи СОЖ в зону резания и очистки и продления срока их службы. Приведены способ расчета и измерения температуры в зоне резания, расчет рационального диаметра сопла для подачи СОЖ, методы оценки степени биопоражения СОЖ. Описан расчет напряжений, деформаций и температуры в зоне резания с охлаждением СОЖ, подаваемой различными способами, с помощью пакета твердотельного моделирования SolidWorks.

В учебном пособии рассмотрена методика проектирования гидропанели. Издание содержит требования и задания, необходимые для выполнения расчетно-графической работы, и предназначено для студентов всех форм обучения по направлениям: 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (профили подготовки «Металлообрабатывающие станки и комплексы» и «Технология машиностроения»), 15.03.03 «Прикладная механика», 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств», 15.03.01 «Машиностроение». Может быть полезно студентам, изучающим дисциплины «Гидропневмопривод», «Оборудование машиностроительного производства», «Расчет и конструирование станков».

Материал учебного пособия предназначен для отработки навыков практического применения знаний по дисциплине «Прикладная механика» и рекомендован студентам очной и заочной форм обучения всех механических и немеханических направлений, осваивающим дисциплину «Прикладная механика» в объёме 5 зачетных единиц (180 ч).

Рассмотрены основные этапы проектирования промышленных объектов. Даны общие сведения о структуре и оборудовании, приведены методики расчетов, выполняемых при проектировании машиностроительных предприятий, в частности цехов кузнечно-штамповочного производства.

Учебное пособие содержит теоретический материал по проектированию конструкции асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Приведены этапы выполнения курсовой работы. Даны рекомендации по оформлению расчетно-пояснительной записки и сборочного чертежа.

Рассмотрены вопросы получения высококачественного лезвия металлорежущего инструмента на высокоскоростной установке с дальнейшим нанесением упрочняющего покрытия. Представлены разделы, посвященные анализу эффективности, разработке формы и геометрии режущей части твердосплавного инструмента для чистовой обработки труднообрабатываемых материалов; разработке и созданию технологической системы для исследования сверхскоростного затачивания твердосплавного инструмента; исследованию процесса обработки жаропрочных и титановых сплавов твердосплавным инструментом, полученным сверхскоростным затачиванием.

Учебное пособие по структуре, содержанию и методике ориентировано на изучение дисциплины «Прикладная механика» согласно действующим стандартам. Содержит справочные таблицы и нормативные данные, принятые в практике конструирования. Приведен пример выполнения курсового проекта по прикладной механике, даны тестовые задания.

Рассмотрены принципы построения редукторного привода машин с учетом современных направлений его развития. Приведены характеристики новых и модернизированных российских и зарубежных серийных электродвигателей, редукторов, мотор-редукторов, вариаторов, открытых передач и муфт с высокими нагрузочными параметрами. Пособие сопровождается иллюстрациями и таблицами в основном тексте и приложениях.

Пособие содержит краткую историю дизайна, сведения об основных видах и концепциях дизайна, вопросы формообразования и композиции, методики проектирования промышленных изделий, приемы моделирования изделий при помощи аддитивных технологий, последовательность разработки промышленной упаковки изделия. В приложении даны упражнения для студентов, которые выполняются после изучения теоретического материала. Пособие ориентировано на развитие навыков анализа, проектирования, моделирования промышленных изделий, а также упаковок для них.

Изложены методы автоматизированного проектирования умножителей частоты на диодах с накоплением заряда, работающих в полосе частот, в сосредоточенном и распределенном (сосредоточенно-распределенном) геометрическом элементном базисе. Рассмотрены примеры проектирования топологии умножителя частоты на диоде с накоплением заряда. Предназначено для закрепления знаний по соответствующим дисциплинам и получения практических навыков проектирования микроволновых функциональных узлов с использованием современных профессиональных программных продуктов для студентов радиотехнических специальностей.

Пособие дает общее представление об организации эксплуатационной работы предприятий городского электротранспорта и последовательности расчета основных ее характеристик. В работе приведены краткие сведения о проектировании эксплуатационных предприятий городского электрического транспорта, а также рассмотрен расчет показателей надежности и анализа деятельности предприятия на основе контрольных карт Шухарта.

Изложены методы автоматизированного проектирования СВЧ-фильтров, дискретных фазовращателей и линейных транзисторных усилителей, работающих в полосе частот, в сосредоточенном и распределенном (сосредоточенно-распределенном) геометрическом элементном базисе. Рассмотрены примеры проектирования топологий СВЧ-фильтра, дискретного фазовращателя и линейного транзисторного усилителя на полевом транзисторе. Предназначено для закрепления знаний по соответствующим дисциплинам и получения практических навыков проектирования микроволновых функциональных узлов с использованием современных профессиональных программных продуктов для студентов радиотехнических специальностей.

Учебное пособие предназначено для выполнения расчетно-графических работ по дисциплинам «Расчет, моделирование и конструирование оборудования с компьютерным управлением» и «Проектирование оборудования пищевых производств», а также может быть полезно аспирантам технических специальностей и инженерам-конструкторам при проектировании технологических машин.

Одной из основных задач данного пособия является закрепление у студентов знаний теоретического курса, изучаемого в первом семестре I курса. Кроме того, решение практических задач поможет лучше понять и представить физические процессы, происходящие в электрических сетях при передаче и распределении электроэнергии.

В учебном пособии рассмотрены вопросы проектирования асинхронных машин на примере расчета машин серии 4А. Представленная методика расчета содержит все основные разделы проектирования от выбора главных размеров до расчета рабочих характеристик. Однако особое внимание уделяется электромагнитному расчету асинхронного двигателя.

Приведены задачи по расчету релейной защиты наиболее распространенных элементов энергосистем. Эти задачи в течение нескольких лет использовались на практических занятиях по дисциплине «Релейная защита и автоматика» для студентов, обучающихся по направлению «Электроэнергетика и электротехника». Примеры, приведенные в пособии, будут полезны при выполнении лабораторных и расчетно-графических работ указанного курса. Все расчеты снабжены пояснениями, которые помогут студентам в усвоении изучаемого материала. Настоящее пособие будет особенно полезно студентам заочной формы обучения.

В методических указаниях содержатся примеры выполнения курсовой работы по теме «Электротехника» и подробно пояснены задания на первую и вторую часть расчетно-графического задания по данному курсу. При решении представленных задач использован новый подход на основе программных продуктов Mathcad. Курсовая работа состоит из трех частей. Исходные данные для ее выполнения задаются преподавателем. Необходимо использовать аппроксимацию квадратичными и линейными сплайнами.

Рассматриваются методы искусственного интеллекта в задачах управления и оптимизации режимов электрических интеллектуальных сетей (Smart Grid) с альтернативными и возобновляемыми источниками энергии. Введены и обоснованы понятия генерирующих потребителей (холонов) и иерархической структуры в виде холархии для сетей с двусторонним потоком энергии и информации. Применены различные алгоритмы роевого интеллекта и их сравнительный анализ с методом градиентного спуска. Рассмотрены принципы Q-обучения с подкреплением.

Рассмотрены возможности применения методов искусственного интеллекта, вероятностно-статистических методов и экспертных оценок для технической диагностики электрооборудования электроэнергетических систем с учетом их текущего технического состояния, а также управление жизненным циклом и их остаточным эксплуатационным ресурсом.

В учебном пособии изложены методологические основы построения математических моделей, используемых при исследовании физических процессов, проектировании и управлении техническими объектами. Представлены математические модели, применяемые для описания процессов в однородных протяженных линиях электропередач. Основное внимание уделено математическим моделям и методам расчета установившихся режимов электроэнергетических систем.

Поскольку прикладная механика включает в себя основные разделы курсов теоретической механики, сопротивления материалов и деталей машин, в пособии даются четыре многовариантных расчетно-графических задания (РГЗ). Первое РГЗ – по теоретической механике (расчет опорных реакций); второе и третье РГЗ – по сопротивлению материалов (расчет на прочность); четвертое ЗГЗ – по курсу деталей машин (расчет и проектирование основных видов соединений деталей). Предварительно приводится необходимая теория для выполнения РГЗ, а в конце пособия – примеры выполнения РГЗ.

Для развития всех сфер экономики необходимы электрическая энергия и тепловая энергия. Преобразователи энергии являются базовыми элементами в процессе производства определенного типа энергии или, другими словами, в процессе преобразования одного типа энергии в другой. В настоящем учебном пособии рассмотрены различные типы преобразователей энергии. Многообразие преобразователей связано с тем, что не всегда нужна энергия в том виде, в котором она есть в природе. Химическая энергия, запасенная в топливе, энергия падения воды, солнечная, ветровая, ядерная и другие виды энергии последовательно преобразовываются в тепловую, механическую и электрическую энергию. Описаны принципы действия как традиционных преобразователей энергии, так и наиболее перспективных.

Рассмотрены вопросы параллельной работы электрических систем. Дано описание некоторых крупных системных аварий. Отражены особенности протекания электромеханического переходного процесса в электроэнергетической системе. Разобраны угловые характеристики мощности генераторов, статические характеристики асинхронных двигателей и комплексной нагрузки. Изложены основные методы анализа устойчивости электроэнергетических систем. Рассмотрен асинхронный режим. Даны сведения по противоаварийной автоматике, применяемой в современных условиях. Приведены уравнения Парка–Горева, отмечено их место в расчете электромеханических переходных процессов синхронных и асинхронных машин. Рассмотрены вопросы самозапуска синхронных и асинхронных двигателей. Материал сопровождается примерами и контрольными вопросами.

Пособие знакомит студентов с особенностями дальних электропередач. Рассмотрены структура, основные технические параметры, физико-технические вопросы дальних электропередач, их функционирование в составе энергообъединения. Также уделено внимание вопросам сверхдальнего транспорта электроэнергии.

Настоящее пособие содержит теоретический материал и учебно-методические указания к лабораторным работам по курсу «Передающие электрические сети». Пособие адресовано магистрантам, обучающимся по направлению 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника», а также студентам старших курсов бакалавриата.

Рассматриваются пассивные электронные элементы: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы, самовосстанавливающиеся предохранители. Особое внимание уделено маркировке выпускаемых элементов и их основным, дополнительным и паразитным параметрам. Практическая часть пособия позволяет опытным путем изучить параметры пассивных элементов.

Цель настоящего издания – закрепление теоретического материала по курсу «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях» на примере термодинамического расчета и анализа эффективности циклов парокомпрессионного теплового насоса (ПКТН) с однокомпонентными низкокипящими рабочими телами естественного и искусственного происхождения. В состав пособия входят указания по определению параметров в узловых точках семи различных рабочих циклов, определению удельных тепловых нагрузок отдельных аппаратов, эксергетических потерь и эксергетических КПД отдельных элементов и ПКТН в целом, а также рекомендации по построению обобщенной диаграммы потоков энергии и эксергии в системе «ТЭС–ЛЭП–ПКТН» с указанием относительных потерь эксергии и показателей эффективности. На основе критического анализа результатов расчета термодинамических циклов предложены основные направления конструктивного совершенствования ПКТН.

Посвящена изучению процесса тепломассообмена в вихревых контактных аппаратах. Изложены результаты физических экспериментов и моделирования в универсальном моделирующем пакете ChemCAD и в программном обеспечении Wolfram Mathematica процессов контактной конденсации в аппарате вихревого типа, а также распыливания жидкостей центробежной форсункой с винтовым завихрителем.

Изложена методика расчета и конструирования привода с цилиндрическим редуктором. Приведены справочные данные, примеры расчетов и конструирования узлов и деталей, необходимые для выполнения курсового проекта по дисциплине «Основы проектирования».

Рассмотрены теоретические вопросы, расчеты, конструкции и технология изготовления деталей и узлов общего назначения: разъемных и неразъемных соединений и передач зацеплением.

Книга, представляющая собой заметки о инженерной и педагогической работе Льва Николаевича Патрикеева — профессора кафедры микро- и наноэлектроники Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», талантливого инженера, чуткого гуманитария и гибкого педагога, повествует о дружбе, сотрудничестве и взаимной помощи в научном мире.

Пособие посвящено проектированию системы квантового распределения ключа по протоколу B92 с интерферометрами Маха - Цендера. Система содержит оптический однофотонный передатчик на станции Алиса и оптический однофотонный приёмник на станции Боб. Оптические передатчик и приёмник соединены волоконно-оптической линией связи на основе одномодового оптического волокна Corning®SMF-28e®ULL. В проектируемой системе для формирования и приёма квантового импульса используется ослабленный лазерный импульс. Учебное пособие готовит студента к разработке нормативной, технической и отчётной документации, представлять результаты профессиональной деятельности с использованием стандартов, норм и правил. Проектирование системы квантового распределения ключа по протоколу B92 с интерферометрами Маха - Цендера требует от студента анализа и учёта текущего состояния и тенденций развития технических средств защиты информации, сетей и систем передачи информации при решении задач профессиональной деятельности.

В учебном пособии приведён материал, входящий в состав программ курсов «Схемотехника», «Импульсные цифровые устройства», в которых рассматриваются прикладные системы радиоавтоматики, относящиеся к её цифровым разновидностям. Каждый раздел содержит примеры решения задач по основным теоретическим пунктам, изложенным в нём, и перечень контрольных вопросов для самопроверки усвоенного материала.

В учебном пособии рассмотрены вопросы, связанные с формированием и преобразованием сигналов в нелинейных цепях систем передачи информации, приведены материалы для выполнения студентами индивидуальных заданий.

Учебное пособие содержит теоретические основы и рекомендации по выполнению лабораторных работ по изучению принципа действия, параметров и характеристик элементов полупроводниковой электроники, а также их практического применения.

Устойчивость пилы в процессе работы характеризует способность полотна пилы сопротивляться силам, воздействующим на него в плоскости наибольшей жесткости. Пила может надежно работать только при условии сохранения устойчивого равновесия, которое достигается за счет создания разными методами нормированных остаточных напряжений в определенных зонах пильного полотна, уравновешивающих силы внешнего воздействия. Для придания работоспособности круглой пиле в центральной части полотна создают напряжения сжатия, компенсирующие силы центробежного ускорения, температурный нагрев отдельных зон полотна пилы, внешние продольные и поперечные изгибающие силы, возникающие при обработке материала. На практике создание нормированных напряжений в пильном диске круглой пилы традиционно осуществляется только локальным механическим контактным воздействием (проковкой, вальцеванием) рабочего органа пилоправного инструмента на стальной диск пилы. Предложено вместо традиционной механической обработки полотна пилы формировать напряженное состояние диска теплофизическим (термопластическим) воздействием, которое заключается в создании нормированных остаточных напряжений в пильном полотне концентрированным тепловым воздействием на локальные разновекторно направленные узколенточные зоны прямой или криволинейной формы, в основном радиально или по концентрическим следам, с контролем процесса в режиме реального времени. Новый подход к формированию полей остаточных напряжений в полотне пилы термопластическим воздействием позволяет кардинально изменить подготовку круглой пилы с обеспечением ее устойчивости в работе. Для цитирования: Мелехов В.И., Соловьев И.И., Тюрикова Т.В., Пономарева Н.В. Повышение устойчивости дереворежущих пил термопластическим воздействием на распределение остаточных напряжений в полотне // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 172–181. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-172-181
The saw stability in operation defines the ability of the saw blade to resist the forces acting on it in the plane of greatest rigidity. The saw can work reliably only in case of maintaining stable balance, which is achieved through the creation of normalized residual stresses in certain zones of the saw blade by different methods. The stresses balance the forces of external influences. Compressive stresses are created in the central part of the blade to make the circular saw operational. These stresses compensate the forces of centrifugal acceleration, temperature heating of individual zones of the saw blade, external longitudinal and transverse bending forces arising in material processing. In practice, the creation of normalized stresses in the saw disk is traditionally carried out only by local mechanical contact action (forging, rolling) of the saw blade tool on the steel saw blade. It is proposed to form the stressed state of the disk by thermophysical action instead of the traditional mechanical processing of the saw blade. The thermophysical action involves the creation of normalized residual stresses in the saw blade by the concentrated thermal exposure to local differently directed narrow-band zones of straight or deflected shape, mainly radial or along concentric traces, controlling the process in real time. A new approach to the formation of residual stress fields in the saw blade by thermoplastic action enables to radically change the settingup procedure of the circular saw, ensuring its stability in operation. For citation: Melekhov V.I., Solovev I.I., Tyurikova T.V., Ponomareva N.V. Improving the Stability of Wood-Cutting Saws by Thermoplastic Action on the Distribution of Residual Stresses in the Blade. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 172–181. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-172-181

Методические указания к внеаудиторной (самостоятельной) работе обучающегося по профессиональному модулю ПМ.02 «Оборудование цеха обработки металлов давлением, наладка и контроль за его работой» разработаны в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) среднего профессионального образования (далее – СПО) по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением».