Статья: МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ НОЖАМИ (2023)

Актуальность работы. При проведении анализа и совершенствования системы менеджмента качества организации важно учитывать результаты оценки качества предоставляемых услуг. Внедрение мероприятий по оценке качества услуг в систему менеджмента качества (СМК) организации позволяет получить необходимые данные для анализа и принятия управленческих решений, направленных на улучшение качества оказываемых услуг. Одним из широко распространённых методов оценки качества услуг является метод «SERVQUAL». Цель работы. Определение возможности применения метода «SERVQUAL» при оценке качества услуг в области обеспечения единства измерений (ОЕИ). Используемые методы. В работе проведена апробация метода «SERVQUAL» для оценки качества услуг в области ОЕИ. Новизна. Получены эмпирические данные о применении метода «SERVQUAL» для оценки качества услуг в области ОЕИ, проведен анализ полученных данных. Результат. На основе разработанных анкет для проведения оценки качества услуг в области ОЕИ определены значения критериев оценки качества оказания услуг с применением метода «SERVQUAL», проведено сравнение ожиданий и восприятий потребителя от оказания услуг, приведена интерпретация полученных данных. Авторами даны практические рекомендации по использованию данного метода для организаций, осуществляющих деятельность по оказанию услуг в области ОЕИ. Проведен SWOT-анализ для оценки возможности применения метода «SERVQUAL». Практическая значимость. Полученные в ходе исследования данные могут быть применены организациями, оказывающими услуги в области ОЕИ при разработке и внедрении мероприятий по оценке качества услуг в области ОЕИ в СМК организации.

Теория случайных процессов имеет обширное поле инженерных приложений. Особое место в этой науке занимают так называемые процессы гибели и размножения. Несмотря на биологическое происхождение данной терминологии этой теории, она с ходу вписывается в существующие технологические процессы. Статья представляет собой продолжение исследований, направленных на инженерное и технологическое приложение теории вероятностей и случайных процессов с целью построения эффективной системы менеджмента качества опасных производственных объектов металлургического предприятия. При анализе эксплуатации металлургических кранов различают несколько состояний - эксплуатация, авария, ремонт и др. В условиях металлургического производства стали становится невозможным прерывание производственного цикла, то есть если кран выходит из строя, его необходимо практически сразу заменить. Для обоснования технологических решений используется метод псевдосостояний процессов гибели и размножения. На основании известных подходов и моделей построена система дифференциальных уравнений Колмогорова, рассчитаны характеристики случайного процесса, математическое ожидание и дисперсия. Показано, что вероятности нахождения крана в стационарном режиме в псевдосостояниях распределены по закону Пуассона. Это показывает независимость распределения интервалов между событиями поступающих на замену кранов. Приведен абстрактный модельный пример расчета характеристик случайного процесса числа эксплуатационных единиц и их временных характеристик. Показано, что вероятность нахождения эксплуатационного состава металлургических кранов в течение года сохранится с вероятностью 0,9985. Предложенный подход может быть использован в текущей повседневной деятельности не только на металлургическом предприятии, но и на других, а также может найти отражение в нормативно-технической документации.

Постановка задачи (актуальность работы). Особенностью процессов системы менеджмента качества (СМК) является необходимость соответствовать как общим требованиям стандартов ISO 9000, так и требованиям, предъявляемым к конкретному процессу. Современный уровень развития производства характеризуется широким распространением и использованием цифровых технологий. В связи с этим весьма актуальным становится вопрос о том, как можно использовать цифровые технологии для решения задачи реализации требований стандартов ISO к процессам СМК. Цель работы и методы исследования. В статье исследуется применение системного подхода в задаче реализации ключевых положений менеджмента качества в цифровых двойниках процессов СМК. Системный подход дает возможность выявить базовые аспекты рассмотрения цифрового двойника процесса СМК, что позволит реализовать в цифровом двойнике процесса СМК как задачи управления производственным процессом, так и задачи управления улучшениями этого процесса. В качестве рекомендаций к разработке цифрового двойника процесса СМК можно привести необходимость учета вариабельности физических процессов и применение цикла PDSA для реализации научного подхода к улучшениям. Результаты. Предлагается использовать цифровой двойник процесса СМК в качестве инструмента реализации основного принципа менеджмента качества «Постоянное улучшение». Разработаны принципиальные положения, являющиеся обязательными при реализации всех процессов СМК и обеспечивающие удовлетворение требований стандартов ISO 9000 к процессам СМК. Практическая значимость. Имитационное моделирование, на основе которого изучается поведение процесса, позволяет значительно снизить затраты на тестирование улучшений процессов за счет того, что тестированию подвергается не реальный процесс, а его имитационная модель.

Постановка задачи (актуальность работы). Достижения последних лет в области управления термической обработкой стальной полосы на агрегатах непрерывного горячего оцинкования позволяют оптимизировать скорость линии под текущие производственные условия. Однако ошибки управления натяжением полосы при частых изменениях скоростного режима могут приводить к дефектам покрытия. Цель работы. Работа посвящена определению дефектов оцинкованного листового проката, появление которых может ограничить производительность агрегатов непрерывного горячего оцинкования вследствие проблем управления натяжением стальной полосы, и поиску причин возникновения таких дефектов. Используемые методы. Выполнен анализ данных о дефектах продукции одного из агрегатов непрерывного горячего оцинкования завода «MMK Metallurgy» в Турции. Для исключения влияния мешающих факторов при определении сопутствующих обстоятельств возникновения дефекта использовали стратификацию по мешающим параметрам, к которым отнесли вид дефекта, марку стали и толщину полосы. Для оценки воздействия факторов на частоту возникновения дефектов использовали тест Мантеля-Ханзела. Новизна. Анализ больших данных о дефектной и недефектной продукции за период порядка двух лет позволил применить стратификацию по многим мешающим факторам и выявить причины возникновения некоторых из дефектов. Результат. Определены допустимые и недопустимые дефекты, вероятность появления которых увеличивается с ростом скорости линии или уровнем её изменения. Показано влияние натяжения на вероятность возникновения этих дефектов и рассмотрены перспективы дальнейшего совершенствования систем управления натяжением стальной полосы. Практическая значимость. Полученные результаты являются основой дальнейшего совершенствования систем поддержки управления производством оцинкованного листового проката путем учета качества продукции.

В работе представлены исследования функционального материала для электронагрева с эффектом саморегулирования температуры на основе эластомера с нано- и микроразмерными проводящими добавками. Функциональное назначение наномодифицированного эластомера - применение в различных технологических приложениях: микроэлектроника, энергетика и автотранспортная техника. Исследования наномодифицированных эластомеров и синтезированных многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) проведены с помощью сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, энергодисперсионной спектроскопии, КР-спектроскопии, а также современных методов бесконтактного исследования температурного поля и анализа теплопроводности, температуропроводности и электрофизических параметров. Для модифицирования эластомеров использованы МУНТ, синтезированные с помощью каталитической системы Fe-0,7Co/2,1Al2O3. МУНТ представляют массив, который состоит из двух типов наноматериалов: крупных ориентированных УНТ и обвивающих их более мелких УНТ. Крупные нанотрубки характеризуются толщинами с небольшими колебаниями значений в пределах 35-50 нм, равномерной структурой и толщиной стенок, удельной поверхностью 290 ± 10 м2/г. Помимо прочего, внутри самих нанотрубок зарегистрированы одиночные вкрапления частиц катализатора протяженностью от 15 до 30 нм. Теплопроводность эластомеров, модифицированных МУНТ и микроразмерным железом, меняется с 2,88-1 до 3,36 ·10-1 при массовой концентрации железа от 1 до 8%, а температуропроводность меняется с 4,98-7 до 6,3-7 м2/с при той же массовой концентрации. Динамика изменения температурного поля имеет монотонно возрастающий характер с достижением температурного режима с максимальным значением 90,7°С. Представленный режим с питающим напряжением 13,5 В является оптимальным для эластомера с добавками Fe с массовой концентрацией 8 мас.% и МУНТ 1 мас.%, так как увеличение питающего напряжения до 15,8 В вызывает нагрев до 159°С, что является предельным значением термической устойчивости для матрицы эластомера. В случае меньшей массовой концентрации МУНТ (1 мас.%) возможны режимы работы с напряжениями до 30,3 В, при которых температура не превысит 74,2°С, однако общая мощность при такой концентрации МУНТ для нагревателя будет ниже. Установлено, что для композитов на основе микроразмерного железа и МУНТ характерен режим нагрева до 90°С в течение 114 с от начальной температуры с 25°С, при этом увеличение концентрации МУНТ до 8% приводит к росту температуры на поверхности до 150°С за 7,14 с от температуры 25°С. Структурно микроразмерное железо в эластомере встраивается в виде сферических включений.

Актуальность и цель исследования. В настоящее время (до недавнего времени) в России существовало несколько нормативных документов (ГОСТ), нормирующих химический состав, геометрические параметра и технические требования к арматурному прокату в прутках и бунтах, а также способу производства (горячая прокатка, горячая прокатка с последующим термическим упрочнением в потоке сортовых станов с использованием тепла предпрокатного нагрева, холодная прокатка и/или волочение горячекатаных заготовок) таких изделий разных классов прочности, специальных технологических свойств (свариваемость, сопротивление усталостным нагрузкам, сейсмостойкость и т. п.). Поэтому, учитывая опыт передовых промышленных стран, например европейский стандарт EN 10138, в России разработан и внедряется с 2018 года стандарт аналогичного класса - ГОСТ 34028-2016. Согласно требованиям указанных стандартов, выбор технологии изготовления арматуры определяет изготовитель. При этом необходимо учитывать выполнение требований заказчика к параметрам и свойствам арматуры с обеспечением высокого уровня служебных, эксплуатационных характеристик металлопродукции. Целью настоящих исследований является решение актуальной задачи обеспечения противоречивых комплексов свойств с минимальными затратами. Цель работы. Формирование микроструктуры и механических свойств арматурного проката в бунтах из двух- и мультифазной стали. Результаты. Исследованы режимы контролируемой прокатки на проволочной линии промышленного мелкосортно-проволочного прокатного стана, направленные на получение арматурного проката номинальным диаметром 6 мм периодического профиля в бунтах с двух(ферритно-мартенситной (бейнитной)-) и мультифазной (ферритно-мартенситно(бейнитно)-перлитной) структурой из марганцево-кремнистой низколегированной стали марки 18Г2С, микролегированной ванадием. Установлено, что показатели высоких прочностных и пластических свойств арматурного проката диаметром 6 мм в бунтах из исследованной стали σт = 530-550 МПа, σв = 785-885 МПа, δ5 = 15,0-29,0%, полностью отвечающие требованиям стандартов для арматурного проката повышенной прочности, достигаются в случае режимов с температурами виткообразования Тво в интервале 1020-1060°С, при которых в стали обеспечивается формирование особой мультифазной (ферритно-мартенситно(бейнитно)-перлитной) структуры. Выводы. Определены режимы контролируемой прокатки на проволочной линии промышленного сортового прокатного стана, обеспечивающие получение арматурного проката диаметром 6 мм (№6) периодического профиля в бунтах с двух- и мультифазной структурой из марганцево-кремнистой низколегированной стали марки 18Г2С, микролегированной ванадием. Установлено, что показатели высоких прочностных и пластических свойств арматурного проката №6 достигаются в случае режимов с температурами Тво в интервале 1020-1060°С, при которых в стали формируется мультифазная структура.

Постановка задачи. В современных условиях процесс контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением широко используется в мировой практике прокатного производства. При разработке технологических режимов и освоении производства инновационных видов проката одной из важнейших научно-практических задач является выбор температурных параметров процесса и схемы охлаждения, обеспечивающих формирование требуемой структуры и свойств готовой продукции. Вместе с тем остается актуальной проблема прогнозирования температурного состояния металла и достижения заданных параметров обработки в промышленных условиях. Цель работы. Выбор схемы процесса ускоренного охлаждения рулонного проката на основе моделирования теплового состояния металла по сечению полосы. Используемые методы. Моделирование проведено в программном комплексе Deform-3D. В ходе исследования использована разработанная авторами модель расчета температурного поля, формируемого в процессе контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения стали в условиях широкополосного стана горячей прокатки 2000. Модель учитывает процессы тепловыделения при прокатке, теплоотдачу валкам, а также охлаждение металла при контакте с водой и воздухом. Результаты. Предложена конечно-элементная модель, позволяющая прогнозировать скорость охлаждения и распределение температурного поля по сечению проката. На основе анализа результатов конечно-элементного моделирования выбрана схема охлаждения, предусматривающая последовательное включение в работу первых 19-ти секций установки. Это обеспечивает достижение требуемых режимов обработки с учетом конструктивных особенностей используемого оборудования. В ходе опытно-промышленной апробации показана высокая сходимость расчетных и экспериментальных данных. Погрешность полученных данных не превышает 3%.

Постановка задачи (актуальность работы). Резьбофрезерование является гибким и универсальным способом обработки резьбы, обладающим рядом преимуществ, повышающим надежность и возможность автоматизации процесса резьбонарезания. С переходом на станки с ЧПУ возросла и доля использования фрезерования резьб. Для повышения точности и качества резьбофрезерования необходимо прогнозировать силу резания, что позволит назначать обоснованные значения параметров инструмента и процесса резьбофрезерования. Существующие работы по резьбофрезерованию не позволяют с высокой точностью решить эту задачу в короткие сроки из-за упрощенного представления инструмента и проведения большого количества уточняющих экспериментов, а развитие инструментальных и обрабатываемых материалов требует увеличения объема проведения подобных работ, что требует разработки теоретической модели расчета силы резания при резьбофрезеровании. Цель работы. Разработать теоретическую модель для расчета составляющих силы резания при резьбофрезеровании однодисковой фрезой, что позволит оперативно производить расчет силы резания и проводить только подтверждающий расчетные значения эксперимент. Используемые методы. Теоретические исследования проведены с использованием основных положений теории резания материалов, аналитической геометрии. Геометрические модели выполнялись и проверялись при помощи программы Компас-3D. Расчеты проводились в программе PTC Mathcad Prime 3.1. Новизна. Предложенная в работе теоретическая модель силы резания учитывает сложную траекторию процесса фрезерования резьбы, геометрические параметры режущей части, сечение срезаемого слоя, механические свойства инструментального и обрабатываемого материала, износ инструмента и радиус округления режущей кромки, направление фрезерования. Результат. Работоспособность разработанной теоретической модели силы при резьбофрезеровании подтверждена экспериментальными данными, расхождение с которыми не превысило 15%. Практическая значимость. Предложенная теоретическая модель силы при резьбофрезеровании позволяет перейти к исследованию гребенчатых резьбовых фрез и решить такие задачи, как анализ конусности резьбы, исследование равномерности резьбофрезерования и управление амплитудой составляющих силы при резьбофрезеровании.

Электролитический хром обладает высокой коррозионной стойкостью, низким коэффициентом трения, высокой твердостью, жаростойкостью, высоким пределом текучести. Эти качества обеспечили процессу хромирования самое широкое применение во всех отраслях машиностроения. К специфическим отличиям процесса электролитического хромирования традиционно относят следующие: низкая рассеивающая способность электролитов хромирования и, как следствие, один из самых низких выходов металла по току, высокие плотности тока, высокая чувствительность процесса к режиму проведения процесса, необходимость применения нерастворимых анодов, использование токсичных соединений на основе шестивалентного хрома. В зависимости от условий проведения электролиза (температура электролита, плотность тока) можно получить осадки хрома, различные по своим физическим свойствам, главным образом по твердости и отражательной способности. Большое количество работ по электрохимическому хромированию относится к сталям, медным сплавам. В то же время перспективное направление хромирования поверхности титановых изделий изучено слабо. В настоящей работе предложены составы двух групп электролитов на основе соединений трех- и шестивалентного хрома в качестве базовых составов для исследования процессов электрохимического хромирования титановых изделий. Экспериментально определены величины плотности, вязкости, удельной электропроводности предложенных растворов. Выполнены вольтамперометрические исследования электрохимических процессов на титановом электроде в опытных электролитах. Установлено, что в изученных пределах изменения потенциалов титанового электрода процессы изменения валентного состояния хрома встречают существенные затруднения. Полученные результаты являются основой для более углубленной проработки вопроса о составе электролитов для электрохимического хромирования титановых изделий, экспериментального исследования особенностей кинетики осаждения хрома на титане методами экспериментальной электрохимии.

Основной целью данной работы является исследование использования моделей искусственной нейронной сети (ИНС) для проверки и прогнозирования прочностных свойств сухих и влажных песчано-глинистых смесей, используемых для формовки в процессах изготовления литых изделий. В качестве основного параметра, выражающего прочностные свойства песчано-глинистых смесей, использовали сопротивление деформации формы. В качестве выбранной структуры ИНС использовали персептрон с несколькими скрытыми слоями, в качестве метода обучения применяли метод с учителем с использованием экспериментальных данных. Определение синаптических весов производили с использованием базового алгоритма обратного распространения ошибки. Исследовали время обучения и результирующую точность ИНС для предсказания прочностного параметра песчано-глинистых смесей в зависимости от состава смеси, влажности и температуры. В результате исследования была сформирована структура персептрона нейросетевой модели и определены значения величин синаптических весов. Реализующая разработанную нейросетевую модель программа для ЭВМ позволила выполнить прогнозирование количественного влияния отдельных компонентов сырых и сухих песчано-глинистых смесей на их предел прочности на сжатие, который выражается через сопротивление деформации. Полученные результаты прогнозирования характеристик сравнивались с экспериментально полученными результатами других исследователей. Было установлено, что расчетные прогнозируемые данные по влиянию компонентного состава смеси на сопротивление деформации не противоречат экспериментальным данным. Исследования, проведенные с использованием разработанного программного обеспечения, позволили выполнить оценку прочности формовочных смесей с компонентными составами, которые ранее не исследовались. Это позволит расширить диапазоны оценки возможности образования горячих трещин в отливках.

Постановка задачи (актуальность работы). Роль угля в мировом энергетическом балансе, несмотря на ряд сложностей, остаѐтся высокой при росте объемов потребления, преимущественно странами Азии и Африки. Объемы добычи и экспорта угля из России будут возрастать за счѐт еѐ восточных регионов. Использование накопленных знаний о разработке крупных угольных месторождений позволяет организовать оценку и освоение новых объектов недропользования на более высоком качественном уровне. Цель работы. Анализ условий и опыта работы угледобывающих комплексов Кузбасса, КАТЭКа и Южной Якутии с позиций их последующего использования при освоении новых месторождений. Используемые методы. Анализ сведений о ресурсной базе, эффективности применяемых и планируемых к применению решений на предприятиях по добыче и поставкам угля потребителям. Синтез подходов к оценке и рациональному управлению крупными промышленными угольными комплексами. Новизна. Показано, что за основу крупных комплексов для открытой угледобычи повсеместно приняты наиболее значимые по запасам и качеству углей месторождения брахисин-клинального типа с благоприятными горно-геологическими условиями. Выявлено несоответствие ряда проектных решений реальным условиям функционирования комплексов и эксплуатации разрезов, особенно в части заявленной потребности в угле, сложности горно-геологических условий разработки, выбора типов горно-транспортного оборудования и способов осушения. Результат и практическая значимость. Отмечено, что ресурсная база угольных комплексов достаточна для устойчивой длительной добычи, но их потенциальные природные возможности не всегда используются в полной мере. Рассмотрены тенденции развития промышленных комплексов с использованием кластерного подхода как организационной формы взаимодействия всех субъектов освоения месторождений и создаваемых на их основе цепочек поставок угольной продукции.

Актуальность исследования. Пластовые месторождения полезных ископаемых, в частности угля, горючих сланцев, фосфоритов, преимущественно имеют сложную структуру с наличием в продуктивных пластах прослоев пустых пород или некондиционных включений. Разработка сложноструктурных месторождений без обеспечения необходимого уровня селекции при выемке приводит к существенным потерям полезного ископаемого и его разубоживанию. Повысить качество селективной выемки при разработке сложноструктурных пластовых месторождений позволяют технологии с применением карьерных комбайнов, однако наличие в ряде случаев в пласте прослоев прочных горных пород ограничивает возможность использования карьерных комбайнов и делает их работу малопроизводительной. Цель работы. Совершенствование технологии послойной отработки сложноструктурных пластов за счет применения модернизированного карьерного комбайна, обеспечивающего повышение эффективности рыхления прочных породных прослоев посредством их предварительной дезинтеграции с применением раствора поверхностно-активных веществ. Результаты. В статье предлагается технико-технологическое решение по разработке сложноструктурных пластов, сложенных породами, значительно различающимися по прочности, с применением карьерного комбайна, снабженного оборудованием для дезинтеграции прочных породных прослоев небольшой мощности путем формирования щелей с одновременной подачей в них раствора поверхностно-активных веществ. Модернизированный карьерный комбайн для обеспечения рациональных режимов рыхления полезного ископаемого и прочных породных прослоев снабжен фрезерным рабочим органом с изменяемой схемой расстановки резцов. Практическая значимость. Предлагаемое технико-технологическое решение может быть использовано при разработке сложноструктурных угольных пластов и позволит существенно повысить производительность карьерного комбайна при выемке прочных породных прослоев за счет их предварительной дезинтеграции, что обеспечит снижение себестоимости работ и позволит повысить рентабельность горного производства.