Аннотация: Экономическое развитие Российской Федерации во многом определяется ресурсобеспеченностью. Разведанные запасы меди, железной руды, никеля и других твердых полезных ископаемых значительны и достаточны для покрытия внутренних потребностей. Добыча этих полезных ископаемых в основном рентабельна открытым способом с использованием парка карьерной добычной техники и транспорта. Определяющее место в технологической цепочке добычи занимают карьерные гусеничные экскаваторы. Эффективность эксплуатации экскаваторов в условиях современного производства определяется и обеспечивается правильной организацией и проведением комплекса работ по техническому обслуживанию и ремонту, уменьшении количества отказов и длительности простоев. Используемые методы. При решении поставленных задач использовался комплексный подход, включающий системный научный анализ и обобщение ранее опубликованных исследований. Для оценки напряженно-деформированного состояния элементов несущих металлоконструкций карьерных экскаваторов применялся метод конечных элементов. Новизна. Комплексное использование в экспериментальных исследованиях тензометрирования напряженнодеформированного состояния конструкций и моделирование процесса нагружения для разных параметров забоя и развала горной массы позволило получить необходимый объем данных для рекомендаций по совершенствованию узлов металлоконструкций экскаваторов, технологии их восстановления и ремонта, а также систематизации правил и требований к эксплуатации карьерных экскаваторов в тяжелых горно-геологических условиях. Практическая значимость. Разработка рекомендации по оптимальному управлению карьерным экскаватором в итоге позволит снизить количество отказов рабочего оборудования и увеличит его ресурс.

Аннотация: Исследовано усталостное поведение сварных соединений бурильных труб, полученных ротационной сваркой трением, из сталей 32Г2, 32ХГМА (тело трубы) и 40ХН2МА (замковая часть) в состоянии после сварки и после отпуска при температуре 550ºС. Испытания на усталость проводились на цилиндрических образцах со сварным соединением с двухопорным креплением вращающегося образца при знакопеременном изгибе с вращением, что позволило выявить наиболее слабую зону в образце. Полученные значения предела выносливости сварных соединений сопоставлялись со значениями предела выносливости цельных образцов из базовых сталей тела бурильной трубы – 32Г2 и 32ХГМА. Установлено, что сварное соединение сталей 32Г2- 40ХН2МА уступает по пределу выносливости базовой стали 32Г2 на 15% в исходном состоянии и на 28% после отпуска, в то время как сварное соединение сталей 32ХГМА-40ХН2МА обладает усталостной прочностью как в исходном состоянии, так и после отпуска, соизмеримой с базовой сталью 32ХГМА. Результаты исследований дополнены металлографическим анализом микроструктуры сварных соединений. На основании результатов исследований с помощью EBSD-анализа установлены микроструктурные особенности уязвимых периферийных участков зоны сварочного воздействия, контролирующие сопротивление усталостным нагрузкам.

Аннотация: В данной работе приведены технологические решения по синтезу биоразлагаемых органических полимеров на основе желатина и глицерина. Представлен анализ существующих категорий полимерных материалов. Разработана методика синтеза биоразлагаемой композиции экополимера на основе природной матрицы. Основа матрицы синтезируемого биополимера включала два основных компонента: желатин и глицерин в различных модельных соотношениях. Представлены результаты исследования по установлению влияния компонентного состава матрицы и технологических параметров синтеза на эксплуатационные свойства готового продукта. Исследована возможность повышения эксплуатационных характеристик готового продукта за счет введения в матрицу биокомпозита моделирующих добавок, направленных на упрочнение межмолекулярных связей полимерной структуры. Дана сравнительная характеристика основных эксплуатационных свойств синтезируемых образцов природного биополимера в сравнении с аналоговыми образцами синтетических полимерных материалов на основе полиэтилена и полипропилена. По итогам полученных данных сформулированы основные преимущества биоразлагаемых природных композитов и синтетических материалов. Отмечено что, синтетические полимерные композиции на основе полиэтилена и полипропилена по основным прочностным показателям в большей или меньшей степени превосходят природные экокомпозиты на основе желатина и глицерина, однако экологичность и безопасность эксплуатации разработанной матрицы экополимера является перспективным базисом для дальнейших исследований. Представлены результаты кинетики процесса биоразложения синтезированных образцов экополимера в почве. Сформулированы выводы о возможности эффективного применения синтезированных образцов экополимера в различных отраслях промышленности.

Аннотация: С появлением новых средств и технологий в современном мире у специалистов в области машиностроения появляется все больше технических возможностей для реализации своих профессиональных задач с их использованием. Одним из таких средств являются нейронные сети и, в частности, те, которые могут распознавать объекты на видео и изображениях. Основные плюсы от их применения это существенное повышение производительности труда и снижение числа ошибок в процессе работы. На наш взгляд, одной из лучших представительниц моделей для распознавания объектов на основе нейронной сети является модель YOLOv5, но, к сожалению, не было никакой информации о возможности еѐ применения для работы с чертежами, в частности детекции деталей, получаемых методами токарной обработки. Целями описанной далее работы стали, вопервых, проверка возможности YOLOv5 определять детали тела вращения с различным отношением длины L к их диаметру D на графических изображениях (чертежах) и группировать их по трем группам и, во-вторых, проверка возможности обеспечения высокой точности и скорости работы при решении задачи детекции данных деталей. В ходе работы были использованы два основных метода: метод обучения модели для распознавания объектов на основе нейронной сети и метод работы с набором графических изображений (чертежей) с использованием полученной модели. По итогу, опираясь на первый метод, была получена новая модель, способная распознавать токарные детали на графических изображениях, и в дальнейшем, опираясь на второй метод, была проверена еѐ эффективность. После проведенных тестов можно определенно сказать, что полученная модель может эффективно решать задачу нахождения токарных деталей на чертежах, также стоит отметить, что полученные в ходе работы характеристики обученной модели являются весьма высокими, и, исходя из этого, можно сказать, что модель является довольно-таки перспективной для работы с чертежами. Полученные результаты смогут помочь автоматизировать процесс классификации деталей за счет определения их геометрических характеристик, а также открыть новые перспективы для применения группирования деталей.

Аннотация: Статья посвящена исследованию структурных изменений, происходящих в приконтактных слоях углеродистых сталей при трении с твѐрдым сплавом. Актуальность данной работы обусловлена необходимостью понимания процессов, происходящих в зоне трения, для разработки более эффективных методов смазки, снижения износа и повышения долговечности механизмов. Целью настоящего исследования явилось изучение механизма образования нароста как результат застойных процессов при резании. Для достижения поставленной цели были использованы экспериментальные методы, включающие электронно-микроскопические исследования, рентгеноструктурный анализ и другие методы. Научная новизна работы заключается в разработке особенностей механизма структурных изменений в приконтактных слоях сталей 20, 45, У8 при трении в процессе резания, влияющих на адгезию с твердым сплавом. Приведены результаты исследований структурных изменений в сталях при контактном взаимодействии с твердым сплавом. Показано, что в результате высоких скоростей деформирования и контактных нагрузок реализуется скоростной нагрев и формирование неравновесных структур, влияющих на адгезию с твердым сплавом. Практическая значимость работы заключается в возможности использования полученных результатов для разработки новых технологий, способных повысить износостойкость и долговечность механизмов, работающих в условиях трения с твѐрдыми сплавами. Кроме того, результаты исследования могут быть полезны для разработки новых составов смазки и снижения износа режущих инструментов. Направление развития данной работы может включать дальнейшее исследование влияния различных износостойких наноструктурных покрытий на снижение коэффициента трения и износа режущего инструмента в процессе резания. Такие инструменты характеризуются повышенной твердостью поверхностного слоя и высокой теплостойкостью, обладают устойчивостью к окислительным и коррозионным процессам, демонстрируют низкую склонность к адгезии с обрабатываемым материалом, а также отличаются стабильностью прочностных характеристик.

Аннотация: Несмотря на постоянное усложнение процесса получения земель в пользование промышленными предприятиями, удельная землеѐмкость горных работ в России практически не снижается. Наиболее высокая землеѐмкость горных работ (га/млн т) связана с разработкой пластовых месторождений, а максимальные значения этого показателя отмечаются при эксплуатации россыпей. При этом если при разработке глубоких россыпей удельная землеѐмкость постепенно уменьшается, то при освоении мелких и неглубоких россыпных месторождений величина землеѐмкости остается очень высокой. Последнее во многом связано с использованием внешнего отвалообразования. Цель работы. Изыскание технологий разработки неглубоких россыпей с максимальными объемами внутреннего отвалообразования. Используемые методы. Разработка технологических схем с внутренним отвалообразованием осуществлялась с использованием патентного поиска, анализа опыта разработки неглубоких россыпей, графоаналитических расчѐтов параметров горных работ с учетом применения традиционного для данных условий горного оборудования. Новизна. Предложены технологические схемы разработки неглубоких россыпей, обеспечивающие практически полное складирование пустых пород и отходов обогащения в выработанное пространство, в том числе в условиях разработки многолетнемерзлых пород, когда для обеспечения естественного оттаивания песков требуется обнажение больших площадей для подготовки запасов к выемке. Результат. Использование внутреннего отвалообразования позволяет на 25-40% сократить землеѐмкость горных работ, одновременно существенно снизить затраты на рекультивацию и в более короткие сроки восстановить нарушенные земли. Практическая значимость. Предложенные технологические схемы могут быть применены на неглубоких средних и узких россыпях, а также на широких многолетнемерзлых месторождениях с использованием механического рыхления торфов и послойным оттаиванием песков.

Аннотация: Применение комбинированного модифицирования сплава Al-15%Si методами внешних энергетических воздействий позволяет локально упрочнить поверхностный слой деталей и узлов, изготавливаемых из алюминиевых сплавов. Цель работы. Выявление закономерностей изменения фазового состава и структуры сплава высококремнистого силумина, подвергнутого комбинированной модификации в зависимости от глубины модифицированного слоя. Используемые методы. Выполнено поверхностное модифицирование сплава Al-15%Si, которое заключалось в комбинировании электровзрывного легирования поверхности образцов порошком Y2O3 (установка ЭВУ 60/10) и облучения электронным пучком модифицированных электровзрывным методом образцов. Осуществляли на установке «СОЛО» при следующих параметрах облучения: энергия ускоренных электронов 18 кэВ, плотность энергии пучка электронов ES = 35 Дж/см2 при длительности импульсов воздействия 150 мкс, количество импульсов 3, частота следования импульсов 0,3 с-1 , давление рабочего газа (аргон) в рабочей камере 0,02 Па. Новизна. Разработка уникального способа модификации сплава Al-15%Si, заключающегося в комбинированной обработке и позволяющего улучшить его износостойкость и эксплуатационные свойства по сравнению с материалом в исходном состоянии. Результаты. В результате проведения рентгенофазового анализа установлено, что модифицированная поверхность характеризуется многофазной структурой поверхностного слоя. На расстоянии 25 мкм от поверхности выявлена зеренная структура, сформированная атомами алюминия и титана, а на глубине 65 мкм обнаружена структура пластинчатой эвтектики, в которой пластины твердого раствора на основе алюминия чередуются с пластинами кремния. По результатам индицирования микроэлектронограмм и темнопольного анализа фольг, полученных на поверхности образца, выявлены частицы в виде игл или пластин, которые представляют собой элементный состав Ti4Al43Y6, а также окислы алюминия, титана и иттрия, и на расстоянии 25 мкм от поверхностного слоя найдены частицы окисной фазы с составом TiO2 и YTi2O6, в объеме зерен на дислокациях обнаруживаются наноразмерные (10-15 нм) частицы, предположительно TiO2 или YAl3. Практическая значимость. Применение данного способа комбинированной модификации в производстве высокопрочных и износостойких компонентов для авиационной и автомобильной промышленности, а также в других сферах, где требуются материалы с улучшенными механическими свойствами

Аннотация: Фундаменты машин с динамическими нагрузками должны проектироваться с учетом условий их эксплуатации, действующих нагрузок и влияния строящихся и реконструируемых фундаментов близлежащих машин. Должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность на всех стадиях строительства и эксплуатации фундаментов. Разработка проектных решений, обеспечивающих наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик конструкций, в том числе за счет создания оборудования и технологии, является актуальной задачей. Цель работы. Создание технологии и оборудования для армирования и усиления фундамента шаровой мельницы, позволяющих предотвратить появление трещин и изломов при различных динамических нагрузках с использованием САПР. Используемые методы. Геометрическое построение 3D-модели проекта станка для изготовления арматурного каркаса, а также его конструктивных деталей в программно-техническом комплексе SolidWorks. Новизна. В рамках выполнения работы на конструкцию оборудования для изготовления элементов арматурного каркаса была подана заявка на изобретение и получен патент №2834799, подтверждающий новизну разработки. Результат. Спроектирована 3D-модель навивочного станка, позволяющего производить намотку элементов арматурного каркаса непосредственно на месте проведения строительных и монтажных работ, визуализирующая взаимодействие элементов его конструкции в виде анимационной презентации в САПР. Практическая значимость. Созданная 3D-модель навивочного станка в САПР ускорит и упростит процесс проектирования и конструирования деталей, уменьшит затраты на аппробацию и позволит в кратчайшие сроки реализовать разработанную технологию на действующих машинах с динамическими нагрузками.

Аннотация: По мере истощения традиционной сырьевой базы магнетитовых руд необходимо проводить комплекс мероприятий, направленных на оценку перспектив и разработку технологий переработки бедных бурожелезняковых руд, которых на Южном Урале известно свыше 20 месторождений. В статье рассмотрены новые технологические подходы к переработке окисленного труднообогатимого железорудного сырья на примере одного из месторождений бурых железняков Зигазино-Комаровской группы. Цель работы. Оценка возможности обогащения бурожелезняковой руды наиболее простыми и менее затратными сухими процессами обогащения и разработка технологической схемы для получения железного концентрата, пригодного для металлургического передела. Используемые методы. Изучение вещественного состава пробы руды проведено рентгено-флуоресцентным и оптико-минералогическим методами, магнитных свойств ‒ осциллографическим способом. Дифференциально-термический анализ выполнен на приборе STA 499 F3 Jupiter. Измельчение и классификация руды проводились в измельчительном комплексе КИ-0,36, работающем с центробежным классификатором КЦ-0,3. Сухая магнитная сепарация проведена на валковом сепараторе ЭВС-28/9 с магнитной индукцией 1,7 Тл, мокрая магнитная сепарация ‒ на полиградиентном мокром магнитном сепараторе с кассетой с ферромагнитными телами. Новизна. Разработана технологическая схема сухого обогащения бурожелезняковой руды (без магнетизирующего обжига), позволяющая получать концентрат для аглодоменного производства с массовой долей железа на уровне 47,5–49,1% (52,9–54,7% на прокаленное вещество) при достаточно высоком для данного типа руд извлечении 55,5–72,3%. Результат. Данная технологическая схема может рассматриваться в качестве альтернативы технологиям гравитационного обогащения и мокрой магнитной сепарации в сильном магнитном поле, обжиг-магнитного обогащения бурых железняков при технико-экономическом обосновании отработки некоторых небольших месторождений. Установлена оптимальная крупность помола руды при сухом обогащении ‒ 0,315 мм и показана целесообразность обесшламливания руды перед сухой магнитной сепарацией. Практическая значимость. Технология может быть реализована в виде мобильной дробильно-обогатительной установки сухого предварительного обогащения бурожелезняковой руды непосредственно на месторождениях, не требующих при этом водоснабжения и водоотведения. Это повысит коммерческую привлекательность и потенциал использования небольших по запасам месторождений бурожелезняковых руд для металлургической промышленности Южного Урала

Аннотация: На основании данных, находящихся в открытом доступе, о состоянии сырьевой базы страны и экономических результатах ведения горных работ по отчетным периодам определено, что угольная промышленность в стране демонстрирует стремление к развитию. Но современная геополитическая обстановка и связанная с ней санкционная нагрузка негативно сказываются на показателях эффективности и препятствуют зародившемуся развитию угольной промышленности. Уход основных потребителей и перераспределение потоков сбыта значительно сказались на горнодобывающих предприятиях и на конъюнктуре рынка в целом. Поэтому разработка и внедрение новых решений, направленных на повышение эффективности освоения месторождений, является актуальной задачей. Цель работы. Провести анализ предложений, находящихся в открытом доступе, результатом которых является повышение рентабельности отработки угольных месторождений за счет оптимизации таких параметров, как схема вскрытия, порядок отработки и отвалообразования, регулирование режима горных работ, и выделить в предложенных решениях слабые стороны, которые оказывают влияние на ведение работ, но в настоящий момент не приняты во внимание. Выбранные направления имеют последовательную взаимосвязь и поэтому рассматриваются совместно. Результаты работы. По итогам анализа собранной информации отмечено, что предложения по оптимизации горных работ не учитывают все особенности отработки угольных месторождений открытым способом и в настоящий момент не позволяют решить часть проблем для предприятий, имеющих дефицит выработанного пространства для внутренних отвалов, площадей под внешние отвалы и смежные лицензии других недропользователей, ограничивающие эти площади. По результатам работы определена дальнейшая цель исследования.

Аннотация: Литейное производство отличается значительным потреблением ресурсов. Использование для его нужд дорогих материалов, преимущественно импортных, значительно повышает себестоимость отливок. Вместе с тем в литейных технологиях до сих пор мало востребованы промышленные отходы, составы которых позволяют им выступать недорогой альтернативой широко применяемым. Значительный объем работ на данную тематику не затрагивает вопросы разработки обобщенного порядка работы с отходами для нужд литейного производства. Цель работы. Создание научных принципов применения промышленных отходов в литейных технологиях и их практическая реализация для ряда примеров. Используемые методы. В ходе работы применялись методы общенаучного познания (наблюдение, сравнение, эксперимент, анализ, синтез, обобщение, формализация, аналогия, моделирование, гипотеза), математические операции над множествами, методики определения свойств отходов и изделий, полученных из них. Результат. Впервые разработан научный подход к применению промышленных отходов в литейных технологиях на основе системного анализа. Практическая значимость. Разработана база данных с примерами использования промышленных отходов в литейных технологиях и программы для ЭВМ («Выбор методик определения свойств отходов для применения в литейных технологиях», «Выбор направлений применения от ходов в литейных технологиях»). Разработанный научный подход проверен на примерах использования в литейных технологиях: алюмошлака, шлама производства поливинилхлорида, абразивной пыли, боя керамических оболочек стального литья по выплавляемым моделям, шлама соляных закалочных ванн, шлама селитровых ванн, шлама закалочных баков, полупродукта переработки шламов селитровых ванн.

Аннотация: Для технологии получения холоднотянутых труб капиллярных размеров используется процесс длиннооправочного волочения. После окончания волочения происходит извлечение оправки из трубы. Для эффективного ведения процесса с последующим извлечением необходимо обоснование режимов извлечения длинной оправки после окончания процесса. Выбор параметров настройки известных механизмов извлечения затруднен, так как процесс недостаточно изучен, что приводит к появлению поверхностных дефектов при извлечении оправки из трубы на практике или снижению производительности процесса при настройке. Цель работы. Выполнение моделирования процесса длиннооправочного волочения на примере трубы малого размера с учетом упругих и пластических свойств объектов схемы, что позволит оценить распределение напряжений между трубой и оправкой после окончания волочения и уровень нагрузок, необходимый для ослабления натяга при извлечении оправки. Используемые методы. Для объемной постановки задачи по определению напряженно-деформированного состояния материала трубы и оправки в очаге деформации используется программный комплекс трехмерного моделирования DEFORM, основанный на применении метода конечных элементов для задач упругопластического течения с пассивной разгрузкой. Для обработки графиков используются методы математической статистики и линейной аппроксимации. Новизна. Разработка математической модели процесса волочения труб малых размеров на оправке, которая учитывает геометрические особенности инструмента и заготовки, упругопластические свойства заготовки и упругие свойства оправки, а также позволяет варьировать режимы волочения. Результат. Впервые получены данные по распределению остаточных напряжений и нормальных давлений между проволоченной трубой и длинной оправкой. Практическая значимость. Модель может быть использована для получения новых данных о процессе обкатки трубы после волочения.

Аннотация: Внесение изменений и перепроектирование изделия, как правило, многократно увеличивает стоимость и длительность цикла разработки, а также увеличивает количество натурных испытаний и опытных образцов изделия. Так, недостаточная эффективность проектов может быть выражена в большой длительности и стоимости, в связи с чем в данном исследовании предложена методика внедрения технологии цифровых двойников в целях совершенствования процесса разработки изделий. Целью исследования выступает формирование основных этапов, целевых показателей и требований, способствующих совершенствованию процесса разработки изделий высокотехнологичной промышленности. В работе представлена практикоориентированная методика совершенствования процесса разработки изделий машиностроительных предприятий. Материалы исследования основаны как на существующем опыте отечественных и зарубежных авторов в области внедрения цифровых технологий, включая цифровые двойники, так и на научно-исследовательских проектах, реализуемых инжиниринговыми подразделениями крупнейших отечественных корпораций. Кроме того, в основу предлагаемого метода заложены основные положения национального стандарта ГОСТ Р 57700.37–2021 «Цифровые двойники изделий» и результаты применения технологии цифровых двойников в деятельности Инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» СПбПУ (CompMechLab® ). В работе представлены сформированные группы требований к процессу разработки изделий машиностроения, при этом рассмотрены целевые показатели процесса разработки, которые включают длительность, стоимость, трудоемкость, удовлетворение требованиям процесса разработки и удовлетворение требованиям технического задания. Также в работе представлен алгоритм разработки цифрового двойника изделия. Тем самым возможно достижение высокого уровня эффективности процесса разработки изделия высокотехнологичной промышленности, что обеспечит технологическое лидерство страны и национальное превосходство.

Аннотация: В последнее время на самых высших уровнях государственного управления нашей страны проводят целенаправленную работу по улучшению экологической обстановки в городах. В конечном итоге это повлияет на повышение качества жизни и здоровье населения. Поэтому в ряде городов Российской Федерации реализуется проект «Чистый воздух», в рамках которого выполняется комплекс мероприятий, направленных на снижение совокупного выброса загрязняющих атмосферу веществ в крупных промышленных центрах. В результате проведения работ на основе системного и независимого сбора информации были определены основные источники загрязнения в г. Магнитогорске. Анализ полученных данных показал, что наибольшее негативное влияние на окружающую среду в городе оказывают крупные промышленные предприятия, автомобильный транспорт, работа систем жилищно-коммунального хозяйства, жилой сектор и садоводческие товарищества. Если влияние организаций и предприятий носит в основном локальный характер, то автомобили осуществляют выбросы выхлопных газов на всей территории города. Особенно сильно это воздействие наблюдается при существенном скоплении транспорта на перекрестках, в местах замедления движения, возле торговых центров и т. п. Поэтому рост количества транспортных средств приводит к ухудшению экологической ситуацию. Это требует разработки соответствующих мероприятий, направленных на снижение выбросов автомобилей. Среди достаточно большого объема возможных действий наиболее перспективным представляется развитие транспорта на электрической тяге. Рассмотренные в статье достоинства и недостатки данного вида решения показали, что переход на электромобили является наиболее перспективным вариантом в условиях города. Для этого требуется создание соответствующей инфраструктуры, обеспечивающей возможность комфортной эксплуатации и обслуживания электромобилей, а также использование других средств мотивации, среди которых можно выделить субсидирование, льготы и др.

Аннотация: Рост объемов бурового шлама, образующегося при добыче нефти и газа, требует разработки эффективных методов его утилизации. Традиционные способы, такие как захоронение и инъекция в глубинные горизонты, сопряжены с экологическими рисками. Одним из перспективных методов переработки является пиролиз, обеспечивающий снижение токсичности отходов и извлечение ценных продуктов. Цель работы. Изучение процесса пиролиза бурового шлама и характеристика полученных продуктов. Используемые методы. В ходе экспериментов проведен анализ исходного сырья, выполнены термический анализ, пиролиз в лабораторной установке с неподвижным слоем при температуре 550°C, а также исследование состава и свойств продуктов пиролиза. Получены данные о материальном балансе, выходе жидкой и твердой фракций, а также газообразных продуктов. Новизна работы. Заключается в детальном исследовании химического состава пиролизной жидкости методом ГХМС, а также в оценке свойств твердого остатка. Результаты. Установлено, что органическая часть пиролизной жидкости на 62% состоит из алканов, что делает еѐ пригодной для использования в качестве топлива. Твердый остаток, содержащий преимущественно минеральную часть шлама, может применяться в строительстве или в качестве сорбента. Практическая значимость. Данные, полученные в ходе исследования, подтверждают, что пиролиз является эффективным методом переработки бурового шлама с возможностью извлечения полезных продуктов, что способствует снижению экологического ущерба и оптимизации процессов нефтегазовой отрасли.

Аннотация: В лабораторных условиях были изготовлены опытные образцы порошковых проволок системы кобальт-хром-железо-марганец-никель. Для изготовления порошковой проволоки системы Co-Cr-Fe-Mn-Ni использовалась оболочка из стали 12Х18Н9. В качестве шихтовых материалов (наполнителя порошковой проволоки) использованы следующие металлические порошки: кобальтовый электролитический порошок (ГОСТ 9721-79), порошок никелевый карбонильный (ГОСТ 9722-97), порошок хрома восстановленный (ТУ 14-5-298- 99), марганец металлический (ГОСТ 9722-97. Диаметр изготовленной порошковой проволоки составлял 4 мм. С использованием метода электродуговой наплавки сварочным трактором АСАВ–1250 проведена наплавка исследуемых составов порошковых проволок. В качестве защитного материала использовался сварочный флюс АН-348А. Изготовление полнопрофильного образца осуществлялось путем многопроходной наплавки до достижения высоты наплавленного слоя в 30 мм. С использованием имеющегося в ФГБОУ ВО «СибГИУ» оборудования проведено изучение химического состава наплавленного образца, проведены замеры твердости, микротвердости. Исследованы механические свойства при испытании на одноосное растяжение, трѐхточечном изгибе, ударной вязкости при комнатной температуре. Дополнительно проведены испытания методом «дискколодка» износостойкости наплавленных образцов. В результате изучения элементного состава образцов определено, что данные образцы имееют в составе не более 35% используемых легирующих компонентов. Полученный путем наплавки сплав системы кобальт-хром-железо-марганец-никель позволяет получить наплавленный слой на 15% тверже, чем подложка. При этом полученный сплав обладает достаточно высокими показателями физико-механических свойств (ударной вязкости, трѐхточечного изгиба и предела прочности при растяжении). Однако износостойкость наплавленного покрытия низкая, что позволяет сделать вывод о том, что данный сплав нецелесообразно использовать при изготовлении или ремонте изделий, подверженных ударноабразивному износу.

Аннотация: Традиционно отводы для систем технологических трубопроводов на атомных электростанциях изготавливаются штамповкой. Однако при использовании данного метода возникает серьѐзная проблема – высокий процент брака из-за неравномерного распределения материала по изделию. Это приводит к снижению качества продукции и увеличению затрат на производство. В связи с этим возникает необходимость поиска альтернативных методов изготовления. Одним из перспективных направлений является использование аддитивных технологий, а именно технологии прямого лазерного выращивания. Целью данной работы является изучение возможности применения прямого лазерного выращивания в качестве новой технологии для производства отводов. В рамках исследования была изготовлена опытная партия изделий и образцы для испытаний. Был проведен контроль точности геометрических параметров выращенных отводов, а также оценка физикомеханических свойств и качества поверхностного слоя. Результаты исследования показали, что химический состав материала образцов соответствует требованиям, предъявляемым к марке стали 08Х18Н10Т. Однако механические испытания выявили некоторые несоответствия в области предела текучести. Образцы обладают высокой стойкостью к межкристаллитной коррозии, а также низкую степень загрязнѐнности неметаллическими включениями, содержание ферритной фазы не превышает 5%. Проведѐнный контроль геометрических параметров отводов показал, что все размеры соответствуют конструкторским требованиям, а на поверхности отсутствуют недопустимые дефекты. На основе полученных данных были даны рекомендации по возможной корректировке технологии для обеспечения соответствия всем требованиям ГОСТ по механическим свойствам. Практическая значимость исследования заключается в возможности использования полученных результатов для оптимизации производственных процессов и повышения качества продукции в сфере атомной промышленности.

Аннотация: Цилиндрические маложесткие изделия имеют широкое применение в машиностроении в качестве заготовок для изготовления деталей типа валов, осей, штоков, штанг и др. Упрочнение деталей является одним из ключевых методов повышения эксплуатационной надежности и долговечности таких типов детали. Применение метода упрочнения поверхностного пластического деформирования позволяет формировать благоприятное напряженно-деформированное состояние в поверхностном слое деталей. В Иркутском НИТУ разработаны способы правки и упрочнения нежестких деталей, основанные на поперечной обкатке гладкими плитами. Отличие этих способов заключается в геометрической форме рабочего инструмента. Неправильный выбор геометрических параметров инструмента может привести к неравномерному упрочнению, локальным концентрациям напряжений и, как следствие, к образованию трещин, остаточных деформаций или снижению эффективности процесса. Цель работы. По результатам анализа напряженно-деформированного состояния в зоне деформации и остаточных напряжений в упрочненных деталях выбрать и обосновать величину угла клинового участка плоских плит, который обеспечивает необходимое качество упрочненного слоя. Используемый метод. С помощью программного обеспечения для 3D-проектирования (Solid work 2019) и вычислительного моделирования (Ansys workbench 19.2) построена модель процесса упрочнения цилиндрической детали плоскими инструментами для расчета и оценки напряженно-деформированное состояния заготовки в зоне деформации и остаточных напряжений в готовых деталях. Результаты исследования. На основе анализа результатов конечно-элементного моделирования установлено рациональное значение угла клинового участка плоских плит, равное 45°. При таком значении угла максимальное временное напряжение в процессе упрочнения достигает величину меньше, чем предел прочности материала, что обеспечивает упрочнение без возникновения на поверхности заготовки трещин, а также равномерное распределение остаточных напряжений на поверхности. Практическая значимость. Предложенные результаты исследования имеют важное практическое значение для повышения качества упрочняемых деталей. Установленное рациональное значение угла клинового участка плоских плит (45°) позволяет минимизировать риск образования повреждений и остаточных деформаций цилиндрических деталей при их упрочнении. Это способствует улучшению эксплуатационных характеристик нежестких деталей, обеспечивая их повышенную долговечность и надежность в процессе эксплуатации

Аннотация: Добыча урана методом скважинного подземного выщелачивания требует применения полимерных обсадных труб, срок эксплуатации которых определяет эффективность технологических скважин. Высокая стоимость сооружения скважин (40–70% от стоимости добытого урана) делает выбор их конструкции критически важным. Однако полимерные трубы подвержены ускоренному старению и имеют высокий коэффициент линейного расширения, что вызывает риски их разрушения. Цель работы. Обоснование факторов, влияющих на надежность и долговечность полимерных обсадных труб, применяемых при сооружении технологических скважин для добычи урана методом скважинного подземного выщелачивания, и разработка рекомендации по минимизации рисков их разрушения для обеспечения безаварийной эксплуатации скважин в течение проектного срока. Используемые методы. Проведен анализ факторов, влияющих на надежность полимерных труб: условия хранения, кольцевое напряжение в стенке трубы, вызванное гидравлическим давлением, замерзанием воды в заколонном пространстве и использованием расширяющихся тампонажных материалов. Определены классификации нагрузок и видов разрушений труб и зависимость их длительной прочности от времени хранения и эксплуатации. Новизна. Определен комплекс факторов, влияющих на надежность и долговечность обсадных труб для скважинного подземного выщелачивания, а также установлены зависимости их длительной прочности от продолжительности срока отдельных этапов производственного цикла. Результаты. Установлено, что кольцевое напряжение в трубах снижается со временем, а длительное хранение (свыше 6 месяцев на открытых площадках) существенно ухудшает их прочность. Приведены примеры разрушений: вертикальные трещины, выколы и смятие труб под действием внешних нагрузок. Показано, что соблюдение условия (кольцевое напряжение ≤ длительная прочность) гарантирует безаварийную эксплуатацию скважин в течение проектного срока. Практическая значимость. Установлено, что для обеспечения надежности скважин необходимо применять трубы, соответствующие стандартам, с контролем их качества через аттестованные лаборатории.

Аннотация: Сквозная оптимизация многоэлементной транспортной системы горнодобывающего предприятия с учетом заданной стабильности и качества рудопотока от забоя до готовой продукции (обогащенной руды) позволит повысить эффективность его в целом, а также обеспечит резервы для повышения полноты освоения месторождения за счет высвобождающихся экономических ресурсов. Такая парадигма требует в том числе тщательного отношения к выбору и стратегии применения внутрикарьерного транспорта. Одним из вариантов магистрального внутрикарьерного транспорта при разработке глубокозалегающих месторождений с ограниченными размерами в плане (например, алмазорудных, золоторудных и др.) является карьерная наклонная канатная подъемная установка (КНКП), характеризуемая небольшими размерами перегрузочной площадки, высоким углом наклона подъемника к горизонту, что позволяет разместить его по кратчайшему расстоянию на поверхность, а также существенной экономией эксплуатационных затрат. Современная техника позволяет обеспечить грузоподъемность КНКП до 240 т в расчете как на скип, так и на подъем автосамосвала с указанным грузом. Однако применение КНКП ограничено из-за его особенностей, накладывающих ограничения на ведение горных работ. Результаты. В статье рассмотрена разработка рациональной стратегии освоения месторождения с применением комбинированного транспорта: сборочный автотранспорт совместно с КНКП. В качестве горно-геологических условий приняты характерные для алмазорудных и некоторых мощных глубокозалегающих золоторудных месторождений параметры. Исследования выполнены на основе горногеометрического анализа вариантов понижения горных работ с последующей укрупненной техникоэкономической оценкой. За базовый принят вариант разработки с применением автомобильного транспорта.