Машинобудування

Вплив електростатичного водовідштовхувального покриття лопатей повітряного гвинта на його аеродинамічні характеристики

2025-02-13T11:38:42+00:00

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-01

У статті представлено підходи до розроблення методики підвищення основних аеродинамічних характеристик повітряних гвинтів фіксованого та змінного кроку. Метою роботи являється удосконалення основних аеродинамічних характеристик повітряних гвинтів фіксованого та змінного кроку шляхом нанесення електростатичного водовідштовхувального покриття на поверхню лопатей. У статті вирішуються наступні завдання: аналіз основних способів підвищення аеродинамічних характеристик повітряного гвинта при використанні покриття його поверхні, яке забезпечує покращення його аеродинамічним характеристик, обґрунтування методу зменшення лобового опору повітряного гвинта, дослідження запропонованого методу зменшення лобового опору повітряного гвинта при нанесенні електростатичного водовідштовхувального покриття на його лопаті. Використовуються такі методи: порівняльний аналіз, експериментальне дослідження.

Отримані результати дозволяють зменшити лобовий опір повітряного гвинта та підвищити його аеродинамічні характеристики, що дозволяє підвищити ефективність роботи гвинтомоторної групи та підвищити її паливно-економічні показники. Використання електростатичного водовідштовхувального покриття лопатей повітряного гвинта дозволяє підвищити його аеродинамічні характеристики та підвищити ефективність роботи гвинтомоторної групи. Результати експериментальних досліджень показали, що при нанесенні такого покриття на лопаті повітряного гвинта можна отримати більшу тягу за рахунок зниження його лобового опору та покращити паливно-економічні показники гвинтомоторної установки, а саме знизити розхід палива.

Як цитувати: Solovei I., Kuznietsov V., Cherniak K., Malakhov I., Romashkin D., Kompanets V. (2024). Influence of electrostatic water-repellent coating of the propeller blades on its aerodynamic characteristics. Машнобудування. 2024. Вип. 34 С. 6-16. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-01

Розвиток нормативного підходу до оцінювання ризиків енергопідприємств

2025-02-13T11:39:37+00:00

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-02

У статті розглянуто підходи до оцінки ризиків у функціонуванні міських енергетичних систем з метою розробки ефективної стратегії управління на основі нормативного підходу. В статті проаналізовано підходи оцінювання ризиків та виділено нормативний підхід, як основа для управління ризиками, що потребує впровадження кваліметричної оцінки впливу зовнішніх та внутрішніх факторів, які передбачені нормативними документами. Проаналізовано та визначено основні проблеми управління та оцінювання оцінки ризиків, зокрема необхідність комплексного підходу до оцінки ризиків та важливість оцінки не тільки функціонування окремих компонентів системи, але й взаємозв'язків між ними та процесами, що протікають в межах системи і мають вплив, як на технічну систему, так і на навколишнє середовище. Запропоновано розглядати наслідки порушення нормальних умов експлуатації енергообладнання, як ризик для кваліметричного оцінювання технічних систем через можливості відновлення, модернізації обладнання. В якості моделі управління ризиками функціонування технічних систем пропонується модель, що базується на інтенсивності відмов та ймовірності відновлення працездатності енергетичної системи. Запропоновано шкалу для оцінювання настання небажаної події за рівнем безпеки та наслідків цих подій шляхом врахування відновлення як технічного компоненту ситстеми (з урахуванням часу відновлення), так і екологічних наслідків і можливостей їх усунення, враховуючи час та рівень збитків. Для оцінювання і управління проаналізовано вплив зовнішніх факторів на функціонування технічної системи та запропоновано оцінку використовуючи матриці ризику. Такий підхід дозволяє оцінити ефективність впровадження, організації та функціонування системи, а головне - управляти та покращувати функціонування системи на будь-якому етапі її життєвого циклу.

Як цитувати: Грінченко Г. С., Кіпоренко О. В., Негодов С. С., Лисенко А. Я., Мазорчук К. К., Нос Р. С. Розвиток нормативного підходу до оцінювання ризиків енергопідприємств. Машнобудування. 2024. Вип. 34 С. 17-30. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-02

Оцінювання якості механічного оброблення шляхом визначення закону розподілу точності

2025-02-13T11:37:44+00:00

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-03

В статті запропоновано методику до оцінювання якості оброблюваних деталей шляхом визначення закону розподілу точності дійсних розмірів деталей. Знання закону розподілу випадкових величин розсіювання дійсних розмірів деталей після механічної обробки є важливим, так як це дає можливість управляти якістю по малих вибірках. Для визначення закону розподілу пропонується використовувати криві Пірсона. На масових експериментах перевірено гіпотезу про відповідність законів розподілу певним квалітетам точності. Пропонується для визначення закону розподілу дійсних розмірів після механічної обробки використовувати криві Пірсона. Надано формули та методику для визначення коефіцієнтів асиметрії та ексцесу за емпіричними значеннями. Проведений аналіз з використанням масових експериментів підтвердив дослідження в тому, що при грубих методах обробки закон розподілу дійсних розмірів деталей близький до нормального, а при точних методах обробки - до закону Сімпсона і рівної ймовірності. Для розподілу рівної ймовірності квадрат асиметрії дорівнює 0, а ексцес дорівнює 1.8. Для розподілу Сімпсона квадрат асиметрії дорівнює 0, а ексцес дорівнює 2.4.

Як цитувати: Грінченко Г. С., Грінченко В. В., Козлов М. С., Герасимов Є. В., Захаров С. О., Теслов О. А. Оцінювання якості механічного оброблення шляхом визначення закону розподілу точності. Машнобудування. 2024. Вип. 34 С. 31-38. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-03

Інтеграція кваліметричних підходів у сучасні інформаційно-вимірювальні технології освіти

2025-02-13T11:41:56+00:00

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-04

В умовах безперервного зростання обсягу інформації та швидких змін у галузі технологій, особливо важливо мати ефективні методи оцінювання, які можуть забезпечити високий рівень точності та об'єктивності. Кваліметрія, що фокусується на кількісних методах оцінки якості, надає можливість систематичного та науково обґрунтованого підходу до аналізу якості освітніх процесів і продуктів. Використання кваліметричних методів у поєднанні з сучасними інформаційно-вимірювальними технологіями дозволяє забезпечити більш точне та надійне оцінювання, що є критично важливим для ефективного управління та вдосконалення освітніх систем.

У статті досліджується інтеграція кваліметричних підходів у сучасні інформаційно-вимірювальні технології. Розглядаються можливості застосування кваліметричних методів для підвищення точності та об'єктивності оцінювання якості освітніх процесів і продуктів. Проаналізовано потенціал цих інструментів у модернізації, підвищенні ефективності управління якістю та створенні умов для постійного вдосконалення процесу діяльності. Наведено приклади впровадження кваліметричних методів, які підтверджують їх ефективність і перспективність. Результати дослідження демонструють, що інтеграція кваліметричних підходів сприяє значному покращенню точності, надійності та об’єктивності оцінювання різного роду параметрів.

Розглядається кваліметрія як наука про кількісне оцінювання якості, що пропонує ефективні інструменти для аналізу якості освітніх процесів і продуктів. Автори досліджують методи та підходи кваліметрії, їхню технічну реалізацію та інтеграцію в сучасні інформаційно-вимірювальні технології. Інтеграція кваліметричних підходів в інформаційно-вимірювальні технології передбачає застосування статистичних методів, математичних моделей та спеціалізованого програмного забезпечення для збору, обробки та аналізу даних. Це дозволяє отримувати об'єктивні й репрезентативні результати, які можуть бути використані для прийняття обґрунтованих управлінських рішень. Таким чином, забезпечується не тільки підвищення точності та об'єктивності оцінювання, але й створюються передумови для постійного покращення якості освітнього процесу шляхом виявлення сильних та слабких сторін, визначення напрямів для вдосконалення та впровадження інновацій.

Як цитувати: Грінченко Г. С., Мацько А. М. Інтеграція кваліметричних підходів у сучасні інформаційно-вимірювальні технології освіти. Машнобудування. 2024. Вип. 34 С. 39-50. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-04

Підходи до ефективного інженерного управління якістю забезпечення безпеки енергетичних обєктів

2025-02-13T11:43:15+00:00

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-05

В роботі розглядаються підходи до комплексного ефективного управління якістю енергетичних об’єктів на прикладі атомних електростанцій з метою забезпечення сталого функціонування. Запропоновано модель інженерного менеджменту яка включає елементи моніторингу та оцінювання технічного стану енергетичного обладнання, планування робіт з технічного обслуговування на результатах оцінювання, прогнозування порушення нормальних умов функціонування та на основі цих даних управління життєвим циклом енергообладнання та визначення якості та ефективності прийняття інженерних рішень. В основу моделі інженерного менеджменту покладено комплексний підхід, який охоплює всі етапи життєвого циклу обладнання. Якщо розглядати технічний стан та деградацію обладнання на прикладі турбогенераторів, як окремого чинника, що впливає на ефективну роботу об’єкта, то управління факторами пошкодження обладнання дає можливість підвищити як безпеку, так і ефективність експлуатації всієї енергосистеми.

Як цитувати: Овчаров О. О., Котелевець К. А. Підходи до ефективного інженерного управління якістю забезпечення безпеки енергетичних обєктів. Машнобудування. 2024. Вип. 34 С. 51-60. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-05

Шляхи підвищення показників якості (теплової економічності) електростанцій

2025-03-20T18:32:05+00:00

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-06

У статті проведено аналіз показників якості роботи теплових і атомних електростанцій, а саме теплової економічності та визначено основні шляхи їх підвищення. Показано, що регенеративний підігрів живильної води застосовується на усіх паротурбінних установках та істотно підвищує теплову і загальну економічність установок. Чим вищі параметри пари перед турбіною, тим більший інтервал температур, на який може бути здійснений підігрів конденсату, і більший ефект від застосування схеми з регенеративним підігрівом. Визначено, що регенеративний підігрів живильної води в циклі з перегрітою парою також підвищує коефіцієнт корисної дії (ККД), проте термічний ККД регенеративного циклу перегрітої пари завжди нижче ККД циклу Карно при одних і тих же початкових і кінцевих температурах. Доведено, що при одній і тій же температурі живильної води, чим менше недогрівання, тим більше робота потоку пари відбору і тим вищою є теплова економічність установки, а найбільший ефект від регенерації має місце при застосуванні підігрівачів змішувального типу. Показано, що для турбін з протитиском регенеративний підігрів підвищує економічність установки тільки тоді, коли він здійснюється додатковою витратою пари, понад необхідну для потреб виробництва. У турбінах з регульованими відборами регенеративні відбори, розташовані після промислового, в розрахунку на одну і ту ж кількість пари, що відбирається, мають більший вплив на ККД і тому іноді застосування регенеративного підігріву живильної води може призвести до збільшення ККД навіть при деякому зменшенні витрати пари споживачеві. Виконано систематизацію та аналіз існуючих методів оцінки теплової економічності електростанцій різних типів, показано вплив витрат енергії на власні потреби на значення ККД електростанцій.

Як цитувати: Канюк Г.І., Мезеря А. Ю., Фурсова Т.М., Чирочкін Д.О., Єпік О.М. Шляхи підвищення показників якості (теплової економічності) електростанцій. Машнобудування. 2024. Вип. 34 С. 61-71. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-06

Аналіз показників якості електростанцій при модернізації

2025-02-13T11:48:21+00:00

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-07

В роботі встановлені співвідношення, які дозволяють визначати основні показники якості електростанцій при їх модернізації та реконструкції, до яких відносяться, насамперед, техніко-економічні показники, що може скласти основу для аналізу показників якості модернізації. Визначені основні причини виникнення перевитрати палива при модернізації та реконструкції: вимушене зменшення енергетичного навантаження через часткові та повні відмови її елементів та погіршення енергетичних характеристик та характеристик міцності внаслідок фізичного та морального зношування обладнання. Встановлені залежності, які визначають рентабельність модернізації та реконструкції обладнання електростанцій. Наведені витрати, які є сумою річних витрат і нормативного прибутку, тобто характеризують витратну складову ефективності модернізації. Визначено додаткові витрати палива, які виникають при консервації обладнання. Визначено, що погіршення якості палива призводить до необхідності збільшення підсвічування газом або мазутом. При цьому збільшення підсвічування призводить до збільшення витрати палива, яке пов'язане з підсушуванням палива та розпиленням мазуту. Показано, що витрати палива, які пов'язані з перевитратою палива при експлуатації енергоблоків в сталих режимах роботи при часткових відмовах, залежать від середнього значення коефіцієнту корисної дії. Наведено, що витрати електроенергії на власні потреби значною мірою залежить від режиму роботи енергоблоку, від його навантаження. Часті пуски та зупинки енергоблоків, зниження та збільшення навантаження призводять до значних перевитрат палива в залежності від їх частоти і тривалості. Тобто перевитрата палива залежить від роботи енергоблока (у період пуску та зупинки) та кількості пусків та зупинок.

Як цитувати: Канюк Г. І., Мезеря А. Ю., Вітер В. С., Малюта В. Є., Насиров С. В. Аналіз показників якості електростанцій при модернізації. Машнобудування. 2024. Вип. 34 С. 72-81. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-07

Декомпозиція техніко-економічних показників якості енергоблоків електростанцій

2025-02-13T11:50:12+00:00

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-08

В статті наведена структурна схема декомпозиції техніко-економічних показників якості енергоблоків теплових та атомних електростанцій та структура формування економії ресурсів. Показано, що в якості критерію ефективності енергозбереження може бути рекомендована питома величина економії енергії в будь-якому з елементів схеми електростанції відносно сумарного вироблення електроенергії енергоблоком, якому належить цей елемент. Наведено дані щодо витрати електроенергії на власні потреби конденсаційної електростанції залежно від потужності енергоблоків, початкових параметрів пари та виду палива. Наведено, що використання методів еквівалентування та декомпозиції при дослідженні енергозбереження, можна розробити структурні схеми формування показників ефективності (економічності, надійності тощо) для будь-якої технологічної схеми (системи) електричної станції в залежності від витрати первинної енергії. Визначено істотну негативну роль у вирішенні проблем енерго- та ресурсозбереження на теплових і атомних електростанціях за рахунок власних потреб, яка полягає у відсутності методики визначення ефективності енергозберігаючих технологій в окремих системах, підсистемах та елементах технологічної схеми електростанцій та впливу їх на загальностанційні техніко-економічні показники. Проведено аналіз частки окремих агрегатів та підсистем у витраті електроенергії на власні потреби. Показані витрати електроенергії на власні потреби в залежності від навантаження та параметрів енергоблоку. Розроблено структурну схему формування економії при виробництві електроенергії на електростанціях, яка дозволяє оцінювати ефективність та взаємний вплив енергозберігаючих технологій у будь-якій підсистемі та її елементах.

Як цитувати: Канюк Г. І., Мезеря А. Ю., Василець Т. Ю., Цвєткова-Канюк А. О., Толсторебров О. Т. Декомпозиція техніко-економічних показників якості енергоблоків електростанцій. Машнобудування. 2024. Вип. 34 С. 82-91. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-08

Кваліметричний метод для оцінки кількісних та якісних параметрів сонячного елемента

2025-02-13T11:52:04+00:00

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-09

У статті розглянуті кваліметричний метод оцінки сонячного елемента, що описує його основні електрофізичні характеристики та процеси, які відбуваються в ньому під час перетворення сонячної енергії на електричну.

Проаналізовано залежність фотоелектричних характеристик сонячного елемента в залежності від різних параметрів. Показано, що підвищення температури веде до зниження основних характеристик сонячного елемента, зокрема коефіцієнта корисної дії, струму короткого замикання, коефіцієнта заповнення та інших показників, що характеризують вольт-амперну характеристику. Це зниження відбувається через зміни в електрофізичних властивостях матеріалів, з яких виготовлені сонячні елементи, а також через вплив температурних змін в матеріалі. Розроблена методика розрахунків основних електрофізичних параметрів, таких як струм короткого замикання та напруга холостого ходу, яка враховує детальну структуру матеріалів, що використані для виготовлення сонячних елементів, що підвищує точність розрахунків вихідної потужності та коефіцієнта корисної дії, а також підвищує стабільність вольт-амперних характеристик сонячних елементів у реальних умовах експлуатації. Акцентовано, що важливим аспектом є аналіз впливу змін умов освітленості, які мають значний ефект на перетворення сонячної енергії. Моделі показують, як зміни в інтенсивності та спектрі освітлення можуть змінювати поведінку сонячного елемента, зокрема впливати на струм та напругу при змінному освітленні впродовж дня або в умовах непостійного сонячного випромінювання. Показано, що існуючі підходи до моделювання сонячних елементів потребують подальшого удосконалення, зокрема з урахуванням структури матеріалів, температурних і освітлювальних умов, що підвищить точність розрахунків та стабільність роботи сонячних елементів в реальних умовах.

Як цитувати: Budanov P., Kupriyanov О., Melnykov V., Kononov V. (2024). Qualimetric method for assessing quantitative and qualitative parameters of a solar cell. Машинобудування. 2024. Вип. 34 С. 92-103. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-09

Методи регулювання якості змішування при переробці полімерів на дисковому екструдері

2025-02-13T11:54:32+00:00

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-10

Станом на сьогодні ринок диктує потребу в екструзійних установках, здатних переробляти широкий спектр різноманітних полімерів з максимальною ефективністю. Одним з варіантів таких установок є ресурсо-енергоощадний каскадний дисково-шестеренний екструдер, що складається з дискового екструдера з дозованим живленням та шестеренного насоса. Дисковий екструдер відзначається високою змішувальною здатністю і добре зарекомендував себе як розплавлювач-гомогенізатор. Однак, на даний момент не існує уніфікованої методики підбору технологічних параметрів процесу дискової екструзії залежно від якості змішування матеріалу на виході, що значно ускладнює впровадження даного обладнання в технологічні схеми сучасних виробництв. На основі аналізу останніх наукових публікацій створено систему рівнянь, яка описує рух матеріалу у дисковому зазорі і дозволяє визначити час перебування матеріалу, а також довжину траєкторії руху матеріалу у дисковому зазорі. Наведено графіки залежності довжини траєкторії та тривалості перебування матеріалу у дисковому зазорі від відстані до рухомого диска. З урахуванням раніше отриманих емпіричних даних та використовуючи кореляцію між критерієм якості змішування та величиною накопиченої деформації, було розроблено комп’ютерну програму здатну підібрати технологічні параметри дискової екструзії залежно від необхідної якості змішування. На основі розробленої системи рівнянь були побудовані графіки, що показують залежність величини накопиченої деформації від розміру дискового зазору та частоти обертання робочого органа. Залежно від необхідної якості змішування та продуктивності екструдера, програма надає значення оптимального розміру дискового зазору та частоти обертання робочого органа, що значно спрощує процес налаштування обладнання для конкретних виробничих умов та типів матеріалів.

Як цитувати: Trachuk, Y. V. & Shved M. P. (2024). Methods of mixing quality control during polymer processing on a disk extruder. Машинобудування. 2024. Вип. 34 С. 104-115. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-10

Особливості процесу плоского шліфування деталей із загартованих легованих сталей.

2025-02-13T11:55:41+00:00

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-11

Шліфування є одним з основних методів механічної обробки, що визначають якість виготовлення деталей. Тому підвищення ефективності шліфування відноситься до пріоритетних завдань машинобудування.

Одним із різновидів підшипників кочення є кульковий або роликовий підшипник кочення для лінійного переміщення. Значні труднощі виникають під час обробки заготовок малої жорсткості напрямних лінійних підшипників. При закріпленні та обробці заготовок напрямних лінійних підшипників виникають пружні деформації. Розмір даних деформацій може перевищувати допуски на геометричні параметри обробленої поверхні. Після шліфування та зняття магнітного поля столу верстата, пружні деформації можуть повертати певну величину відхилення геометричним параметрам, які можуть перевищувати задані вимоги. Технологічні способи їх усунення значно збільшують час обробки та вартість операції.

При шліфуванні деталей малої жорсткості необхідно враховувати пружні деформації заготовки, що виникають від дії магнітного поля стола верстата та зусиль різання. Врахування пружних деформацій дозволить гарантовано досягти геометричну точність деталі, знизити тимчасові та вартісні витрати на обробку. Тим не менш, це питання при шліфуванні призматичних напрямних лінійних підшипників малої жорсткості з обмеженням пружних деформацій заготівлі при закріпленні та обробці досліджено недостатньо.

Як цитувати: Скоркін А. О., Кондратюк О. Л., Скоркіна В. О., Старченко В. В. Особливості процесу плоского шліфування деталей із загартованих легованих сталей. Машнобудування. 2024. Вип. 34 С. 116-124. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-11

Імпрегнування абразивного інструменту як метод підвищення результативності шліфування

2025-02-13T11:56:45+00:00

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-12

Взаємодія абразивного та оброблюваного матеріалу при шліфуванні супроводжується високим ступенем активації поверхонь, що контактують, що ініціює, зокрема, адгезійну взаємодію пари абразив-метал. Для зниження інтенсивності активації поверхонь, що контактуються, і подальшої адгезійної взаємодії пари абразив-метал в зону різання вводять змащувально-охолоджуючі технологічні середовища (ЗОТС). Використовують різні види ЗОТС та методи їх подачі до зони різання. Останнім часом великий інтерес проявляється до методу мінімальної кількості мастила.

На сучасному етапі йде пошук шляхів підвищення продуктивності та економічності процесу, якості та точності оброблюваних виробів. Одним із пріоритетних напрямів є підвищення працездатності абразивних інструментів. Напрямки вдосконалення абразивного інструменту пов'язані з поліпшенням його складових та функціональних елементів: зерна, зв'язки, будови робочого шару та конструктивного виконання робочої поверхні кола.

Раціональний вибір схеми та методу шліфування багато в чому визначає його результативність. До перспективних напрямів можна віднести високошвидкісне, силове, глибинне, профільне шліфування та ін. Однак вибір раціональної схеми шліфування не завжди дозволяє забезпечити результативність процесу. Це з зміною стану рельєфу робочої поверхні кола та умов обробки.

Важливим резервом підвищення результативності процесу шліфування є покращення експлуатаційних характеристик обладнання, що визначаються необхідною жорсткістю, демпфуючою здатністю та вібростійкістю.

Одним із найбільш поширених методів подачі мікродоз ЗОТС у зону різання при абразивній обробці є введення ЗОТС безпосередньо у пори кола (імпрегнування).

Як цитувати: Скоркін А. О., Кондратюк О. Л., Князєва В. М., Кисла Д. С., Шофул К. А. Імпрегнування абразивного інструменту як метод підвищення результативності шліфування. Машнобудування. 2024. Вип. 34 С. 125-132. DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2024-34-12