inŻynieria i technologia.конференция.com.ua/files/61_07.pdf · Інтернет....

ZBIÓRARTYKUŁÓW NAUKOWYCH

INŻYNIERIA I TECHNOLOGIA.

WSPÓŁCZESNE PROBLEMY I PERSPEKTYWY ROZWOJU

Warszawa (PL)

30.01.2017 - 31.01.2017

2

Zbiór artykuóów naukowych.

U.D.C. 004+62+54+66+082B.B.C. 94Z 40

Wydawca: Sp. z o.o. «Diamond trading tour»Druk i oprawa: Sp. z o.o. «Diamond trading tour»Adres wydawcy i redakcji: 00-728 Warszawa, ul. S. Kierbedzia, 4 lok.103 e-mail: [email protected]

Zbiór artykułów naukowych.Z 40 Zbiór artykułów naukowych. Konferencji Miedzynarodowej Naukowo-Praktycznej " Inżynieria i technologia. Współczesne problemy i perspektywy rozwoju" (30.01.2017 - 31.01.2017) - Warszawa: Wydawca: Sp. z o.o. «Diamond trading tour», 2016. - 80 str.ISBN: 978-83-65608-39-0

Wszelkie prawa zastrzeżone. Powielanie i kopiowanie materiałów bez zgody autora jest zakazane. Wszelkie prawa do materiałów konferencji należą do ich autorów. Pisownia oryginalna jest zachowana. Wszelkie prawa do materiałów w formie elektronicznej opublikowanych w zbiorach należą Sp. z o.o. «Diamond trading tour». Obowiązkowym jest odniesienie do zbioru.

nakład: 50 egz. "Diamond trading tour" © Warszawa 2016

ISBN: 978-83-65608-39-0

Komitet

3

WSPÓŁORGANIZATORZY:

Virtual Training Centre "Pedagog of the 21st Сentury"Global Management Journal

KOMITET ORGANIZACYJNY:

W. Okulicz-Kozaryn (Przewodniczący), dr. hab, MBA, profesor, Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie, Polska;A. Murza, (Zastępca Przewodniczącego), MBA, Ukraina;А. Горохов, к.т.н., доцент, Юго-Западный государственный университет, Россия;А. Kasprzyk, Dr, PWSZ im. prof. S.Tarnowskiego w Tarnobrzegu, Polska;А. Malovychko, dr, EU Business University, Berlin – London – Paris - Poznań, EU;L. Nechaeva, PhD, Instytut PNPU im. K.D. Ushinskogo, Ukraina;М. Ордынская, профессор, Южный федеральный университет, Россия;S. Seregina, independent trainer and consultant, Netherlands;M. Stych, dr, Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie, Polska;A. Tsimayeu, PhD, associate Professor, Belarusian State Agricultural Academy, Belarus;

KOMITET NAUKOWY:

W. Okulicz-Kozaryn (Przewodniczący), dr. hab, MBA, profesor, Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie, Polska;C. Беленцов, д.п.н., профессор, Юго-Западный государственный университет, Россия;Z. Čekerevac, Dr., full professor, "Union - Nikola Tesla" University Belgrade, Serbia;J. Kaluža, Dr. Hab, profesor, Akademia im. Jana Długosza w Częstochowie, Polska;Р. Латыпов, д.т.н., профессор, Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ), Россия;И. Лемешевский, д.э.н., профессор, Белорусский государственный университет, Беларусь;J. Rotko, dr. hab, profesor, Instytut Nauk Prawnych PAN, Polska;T. Szulc, dr. hab, profesor, Uniwersytet Łódzki, Polska;Е. Чекунова, д.п.н., профессор, Южно-Российский институт-филиал Российской академии народного хозяйства и государственной службы.

4


SPIS /СОДЕРЖАНИЕ

1. Горелов О.Ю., Рудік А.С. ............................................................................... 6ПРОГРАМНІ ЗАСТОСУВАННЯ ДЛЯ АНАЛІЗУ СОЦІАЛЬНИХ МЕРЕЖ

2. Кузнецова М.В, Пигарева Д.П., Яценко Е.В. ............................................. 11КОНЦЕПЦИИ РАЗРАБОТКИ ПРИЛОЖЕНИЙ ДЛЯ OS ANDROID

3. Ткаченко О.І., Ткаченко О.А., Ткаченко К.О. ........................................... 13ЄВРОПЕЙСЬКИЙ ДОСВІД ВИКОРИСТАННЯ ЦИФРОВИХ КОМПЕ-ТЕНЦІЙ ПРИ ПІДГОТОВЦІ ФАХІВЦІВ

4. Волянський С. М. ......................................................................................... 16СИНТЕЗ АДАПТИВНОГО РЕГУЛЯТОРА СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ РУШІЙНИМ ПРИСТРЄМ З БАРОРОЗВАНТАЖЕНИМ АСИНХРОН-НИМ ДВИГУНОМ ПО СТАБІЛІЗАЦІЇ КУТОВОЇ ШВИДКОСТІ ГРЕБ-НОГО ГВИНТА ПІДВОДНОГО АПАРАТА

5. Лапта С. С. ..................................................................................................... 19ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТРУКТУРНЫЙ МЕТОД МАТЕМАТИЧЕСКО-ГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГОМЕОСТАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

6. Пантейков С.П., Пантейкова E.C. .............................................................. 21О ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ В ОГНЕУПОРАХ ДНИЩА КИСЛОРОДНОГО КОНВЕРТЕРА ПРИ ЕГО ОШЛАКОВАНИИ

7. Пантейкова Е.С., Пантейков С.П. .............................................................. 25ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА НАНЕСЕНИЯ ШЛАКОВОГО ГАРНИ-САЖА НА ЦАПФЕННЫЕ ЗОНЫ ФУТЕРОВКИ КОНВЕРТЕРА ПУТЁМ РАЗДУВКИ ШЛАКОВОГО РАСПЛАВА ОДНОПОТОЧНЫМИ ФУР-МАМИ СО СГРУППИРОВАННЫМИ СОПЛАМИ В ГОЛОВКЕ

8. Пантейков С.П., Семерунина Л.П. ............................................................. 28ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА НАСТЫЛЕОБРАЗОВАНИЯ НА ТОР-ЦЕ МНОГОКАНАЛЬНЫХ ДОННЫХ ФУРМ ПРИ КОМБИНИРОВА-НОЙ ПРОДУВКЕ РАСПЛАВА В КОНВЕРТЕРЕ

9. Вишнивецький М. О., Мельянцов П. Т. .................................................... 31ОЦІНКА ТРІБОТЕХНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПАР ТЕРТЯ АГРЕГА-ТІВ ГІДРАВЛІЧНОЇ СИСТЕМИ ПІДЙОМНИХ МЕХАНІЗМІВ СПЕЦІА-ЛІЗОВАНИХ АВТОМОБІЛІВ ПРИ РОБОТІ НА РІПАКОВОМУ МАСТИЛІ

5

Inżynieria i technologia. .

10. Монтов А. М., Мельянцов П. Т. ................................................................ 36ОБГРУНТУВАННЯ ДОДАТКОВИХ ПОКАЗНИКІВ РЕМОНТНО-ПРИДАТНОСТІ НАСОСІВ МОДИФІКАЦІЇ НШ-К ГІДРАВЛІЧНОЇ СИСТЕМИ ТРАКТОРА

11. Рахматулін А. А., Мельянцов П. Т. ........................................................... 41ОБГРУНТУВАННЯ ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ ЗАХОДІВ З ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ РЕМОНТУ ДВИГУНІВ

12. Стародуб О. А., Даниленко Т. В., Мельянцов П. Т. ................................ 44ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЯКОСТІ РЕМОНТУ АКСІАЛЬНО-ПОРШНЕВИХ ГІДРОМАШИН ВПРОВАДЖЕННЯМ ТЕХНОЛОГІЇ ЇХ ПЕРЕДРЕ-МОНТНОГО ДІАГНОСТУВАННЯ

13. Чегорка М. І., Мельянцов П. Т. ................................................................. 50ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ДЕТАЛЕЙ РОЗПОДІЛЬ-ЧАТИХ МЕХАНІЗМІВ АКСІАЛЬНО-ПОРШНЕВИХ ГІДРОМАШИН НА ОБ’ЄМНІ ВТРАТИ РОБОЧОЇ РІДИНИ В ГІДРАВЛІЧНІЙ ТРАНСМІСІЇ

14. Шкурко І. В., Мельянцов П. Т. .................................................................. 55ВПЛИВ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ РОБОЧОЇ РІДИНИ НА НАДІЙНІСТЬ АГРЕГАТІВ ГІДРАВЛІЧНОЇ СИСТЕМИ ТРАКТОРА

15. Макаренко О.В., Першина Л.О. ................................................................ 59ЕЛІТНІ ПОКРІВЕЛЬНІ ПОКРИТТЯ: АНАЛІЗ І ПЕРСПЕКТИВИ

16. Болгова Н.В. ................................................................................................ 66ДЕЯКІ АСПЕКТИ В ТЕХНОЛОГІЇ КИСЛОМОЛОЧНИХ ПРОДУКТІВ

17. Тугузбаева А. Р. ........................................................................................... 72РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ КОШИ ДЛЯ УРАВНЕНИЯ ГИПЕРБОЛИЧЕСКО-ГО ТИПА МЕТОДОМ ХАРАКТЕРИСТИК

18. Steblyanko P., Domichev K........................................................................... 76METHOD OF SPLITTING NONSTATIONARY THERMOMECHANICS TASK WITH CONSIDERING ELECTROMAGNETIC FIELDS

6


ПОД-СЕКЦИЯ 3. Информатика, вычислительная техника и автоматизацияГорелов О.Ю.

студент Харківський національний

університет радіоелектронікиРудік А.С.

студент Харківський національний

університет радіоелектроніки

ПРОГРАМНІ ЗАСТОСУВАННЯ ДЛЯ АНАЛІЗУ СОЦІАЛЬНИХ МЕРЕЖ

Ключові слова: соціальні мережі, статистика, програмні застосування, аналіз, від-відування, пост

Keywords: social network, statistics, software, analyze, visiting, post

Соціальні мережі як громадське явище з’явилися досить давно. Аналіз соціальних мереж використовується для дослідження взаємодій між учасниками мережі, прогнозування їх поведінки, класифікації, моделювання інформаційних потоків в мережах. Нині з розвитком комп’ютерних технологій у людей з’явилася можливість спілкуватися віртуально за допомогою комп’ютерних соціальних мереж. Поза сумнівом, аналізувати інформацію і поведінку людей в процесі спілкування в такому форматі значно швидше і зручніше. Тому аналіз саме комп’ютерних соціальних мереж викликає великий інтерес у сучасних дослідників.

До найбільших соціальних мереж по числу користувачів відносяться Facebook, LinkedIn, ВКонтакте, Twitter, Однокласcники.ru, YouTube та ін.

Facebook (http://www.facebook.com). Мережа заснована в 2004 р. Марком Цу-кербергом. По даним за 2016 р., аудиторія Facebook складає 1.79 млрд. користувачів. (з них 307 млн. в Європі). Щодня в мережі користувачі залишають 4.5 млрд. «лайків» і викладають 300 млн. фотографій [7]. Facebook дозволяє створити профіль з фото-графією і інформацією про себе, запрошувати друзів, обмінюватися з ними повідо-мленнями, змінювати свій статус, залишати повідомлення на своїй і чужий «стінах», завантажувати фотографії і відеозаписи, створювати групи (співтовариства по інтер-есах). Існує можливість створювати додатки для Facebook (ігри, засоби обміну музи-кою, фотографіями і т. д.), що підвищує відвідуваність сайту.

YouTube (http://www.youtube.com). Сервіс, що надає послуги відеохостингу, заснований в 2005 р.. 9 жовтня 2006 року був викуплений компанією Google за пів-тора мільярди доларів. Користувачі можуть додавати, переглядати і коментувати ті або інші відеозаписи, додавати анотації і титри до відео, а також виставляти рейтинг проглянутому відео, якщо таку можливість їм надав автор. Аудиторія YouTube – біль-ше мільярда чоловік/ Україна з року в рік входить в топ-10 країн Європи по кількості годин на YouTube. Якщо порівняти Україну з більшими ринками, такими як Росія, Польща, Німеччина, то наші глядачі дивляться онлайн-відео (як на YouTube, так і на інших майданчиках) більше і частіше. Близько 40% українських онлайн-користувачів дивляться відео в Інтернеті щодня [4].

7


LinkedIn (http://www.linkedin.com). Соціальна мережа була заснована Ридом Хоффманом в грудні 2002 р., запущена в травні 2003 р. В основному мережа викорис-товується для пошуку і встановлення ділових контактів. По даним на грудень 2016 р. в LinkedIn зареєстровано понад 380 млн. користувачів. Трохи менше половини ко-ристувачів LinkedIn є жителями США [5].

ВКонтакте (http://vk.com). Мережа заснована в 2006 р. Павлом Дуровым. По даним на січень 2017 р., аудиторія ВКонтакте склала близько 380 млн чоловік, близь-ко 65 % з них проживають в Росії. Більше 80 млн. відвідувачів заходять на сайт щодня [2]. Подібно до Facebook, користувачі ВКонтакте можуть обмінюватися повідомлен-нями приватний (через особисті повідомлення) і публічно (за допомогою записів на «стіні», а також через механізм груп і зустрічей), відстежувати через стрічку новин активність друзів і співтовариств. У мережі є можливість обміну і завантаження фай-лів досить великого об’єму, оскільки використовується технологія розподіленого по-ширення файлів BitTorrent, що робить ВКонтакте одним з найбільших медіаархівів Інтернет.

Twitter (https://twitter.com). Створена в 2006 р. Джеком Дорсі. За станом на жовтень 2016 р. сервіс налічує більше 317 млн. користувачів. Щодня користувачі відправляють близько 550 млн. повідомлень [1]. Система дозволяє відправляти короткі текстові повідомлення (до 140 символів), використовуючи веб-інтерфейс, SMS, засоби миттєвого обміну повідомленнями або сторонні програми-клієнти. Відмітною особливістю Twitter є публічна доступність розміщених повідомлень, що дозволяє називати його мікроблогом. З 2011 р. Twitter перейшов з MySQL на Lucene і з Ruby on Rails на Java і Scala для підвищення продуктивності та масшта-бованості.

Однокласcники.ru (http://www.odnoklassniki.ru). Проект запущений в 2006 р., його автором є російський веб-розробник Альберт Попков. Так, денна аудиторія цієї соціальної мережі у березні 2016 року складала 51 млн. чоловік. При цьому близько 53% користувачів в добу заходять в цю мережу з мобільних пристроїв. У добу в «Однокласники» завантажується більше 18 млн. фото і ставиться близько 180 млн. «класів» [3]. Особливість цієї мережі в тому, що кожен користувач бачить імена усіх, хто заходив подивитися на його анкету, усі публічні дії користувачів (повідомлення у форумах, додавання друзів, завантаження фотографій) відображаються в доступній іншим користувачам «стрічці активності». Ця мережа є російськомовним аналогом американської мережі Classmates.com.

Facebook, Однокласcники.ru і інші соціальні мережі використовує протокол обміну повідомленнями XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol), раніше відомий як Jabber.

Для аналізу соціальних мереж існує безліч додатків для моделювання взаємодій і процесів в мережі, для обчислення певних параметрів мережі і для візуалізації графа мережі. Наприклад, додатки по візуалізації мережі ВКонтакте (http://www.yasiv.com/vk) або Facebook (http://www.yasiv.com/facebook).

До найбільш відомих засобів автоматичного аналізу соціальних взаємо-дій відносяться: NetMiner (http://www.netminer.com/index.php), NetworkX (http://networkx.lanl.gov), SNAP (http://snap.stanford.edu), UCINet (http://www.analytictech.com/ucinet), Pajek (http://vlado.fmf.uni-lj.si/pub/networks/pajek), ORA (см http://www.

8


casos.cs.cmu.edu/projects/ora), Cytoscape (http://www.cytoscape.org) та ін. Для подібних застосувань важливою вимогою є можливість обробляти дуже велику кількість да-них. У зв’язку з цим процес обробки часто розпаралелюють.

Існують додатки, які моделюють «теорію шести рукостискань», які вибудо-вують ланцюжок із зв’язків (друзів) між двома користувачами мережі: для мережі ВКонтакте (http://ienot.ru/hand), для англомовних мереж (http://www.sixdegrees.org, http://sixdegrees.com). Ці ланцюжки, як правило, дійсно виходять невеликої довжи-ни. Детальнішу інформацію про існуючі застосування для аналізу соціальних мереж можна знайти, наприклад, в [5]

Розглянемо детальніше – інструменти, які аналізують Facebook -сторінку, порівнюють її з конкурентами і дають рекомендації по поліпшенню взаємодій з пе-редплатниками.

AgoraPulse Barometer. Безкоштовний інструмент, який аналізує вашу Facebook -сторінка і порівнює із cторінками зі своєї бази, у яких приблизно таке ж число передплатників.

Усі розрахунки робляться виходячи з останніх 50 постів сторінки: чорним позначені результати для вашої сторінки, помаранчевим – для сторінок з схожим числом фанів.

Порівняння робиться по наступних параметрах: охоплення передплатників, залученість, люди, що обговорюють це, негативні відгуки, вірусне поширення, орга-нічне охоплення, CTR.

LikeAlyzer. Інструмент порівнює вашу сторінку з сотнею схожих, виставляє їй оцінку і дає рекомендації, як її можна поліпшити. Звіт включає: інформація про сторінку, публікації, пости від інших користувачів.

Проаналізувати таким чином можна не лише власну сторінку, але і пройтися по сторінках конкурентів і упізнати свої сильні і слабкі місця.

Безкоштовна версія Fanpage Karma дозволяє отримати детальний аналіз Facebook -страницы і порівняти з конкурентами.

Аналіз ведеться по наступних параметрах: число передплатників, ріст за по-передній місяць, люди, які обговорюють це, вартість постів – розраховується, скільки б коштувало охоплення передплатників за місяць, якби давалася реклама (береть-ся середній CPM по галузі), середня кількість постів в день, показник відповідей на публікації передплатників, час відповіді – як швидко бренд відповідає на публікації передплатників, показник взаємодій – середнє число коментарів, лайків по відношен-ню числу передплатників, продуктивність сторінки – вираховується з 100%, за основа береться показник ріст передплатник і залученість.

Також є можливість порівняти ефективність власних сторінок, якщо у ком-панії їх декілька.

CScore. Безкоштовний інструмент, який аналізує Facebook-сторінку і робить короткий звіт по категоріях: «мовлення» (як часто компанія публікує апдейти, кар-тинки, відео або просто ставить питання), відповіді передплатникам (як часто бренд відповідає на публікації фанів), вірусне поширення, «любов передплатників» (кіль-кість передплатників і % активних серед них).

На підставі отриманих даних CScore дасть Сторінці певну категорію. Про-аналізувати можна і сторінки конкурентів.

9


Komfo – це інструмент для моніторингу мережі Facebook, який, окрім основної статистики, надає інформацію про поширення ваших записів – якими вашими записами діляться найбільше і як і куди вони поширюються далі за допомогою кнопки «Share».

Wolfram|Alpha – це безкоштовний інструмент для персональної аналітики Facebook, за допомогою якого ви можете отримати різну статистику про ваш ака-унт – кластерний аналіз друзів, їх географію і популярність, а також те, про що, як і коли ви пишете на Facebook.

В той же час, при роботі з соціальними даними треба брати до уваги такі чинники, як нестабільність якості призначеного для користувача контенту (спам і помилкові акаунти), проблеми із забезпеченням приватності особистих цих користу-вачів при зберіганні і обробці, а також часті оновлення призначеної для користувача моделі і функціонала. Усе це вимагає постійного вдосконалення алгоритмів рішення різних аналітичних і бізнес-завдань.

Виходячи з аналізу достоїнств і недоліків систем, на закінчення можна зро-бити наступний висновок: ідеальна система аналізу соціальних мереж повинна:

• працювати на усіх рівнях аналізу (від моніторингу соціальних мереж до прогнозу і управління) в різних режимах (у режимі реального часу і ретро-спективному режимі);

• аналізувати різні об’єкти соціальної мережі (від окремо взятого інформа-ційного повідомлення і окремо взятого користувача до соціальної мере-жі в цілому і зовнішніх по відношенню до неї джерел) і враховувати різні стосунки між такими об’єктами (зв’язки знайомств між користувачами, зв’язку цитування, зв’язку коментування і ін.);

• базуватися на математичних моделях і методах інтелектуального аналізу даних (статистичних і графських);

• інтегруватися з підсистемами збору даних з різних відкритих джерел (соці-альних мереж, блогових майданчиків, новинних ресурсів і тому подібне);

• обробляти дуже великі масиви даних (терабайти даних, мільйони вузлів мережі і сотні мільйонів зв’язків між ними).

Крім того, важливо, щоб така система була орієнтованою на «звичайного» аналітика в певній предметній області. Представляється очевидним, що розробка серйозної системи інтелектуального аналізу соціальних мереж для усіх можливих користувачів дуже складна і економічно недоцільна (схожість по функціональності сучасних систем різного призначення пояснюється тим, що вони знаходяться тільки на початку свого розвитку).

Література1. Twitter Statistics and Facts (November 2016) [Електронний ресурс] // DMR – Режим

доступу до ресурсу: http://expandedramblings.com/index.php/march-2013-by-the-numbers-a-few-amazing-twitter-stats/.

2. Аудитория ВКонтакте [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://vk.com/page-47200925_44240810.

3. Десятилетка «Одноклассников» [Електронний ресурс] // Газета.Ru. – 2016. – Режим доступу до ресурсу: https://www.gazeta.ru/tech/2016/03/25/8143817/ok-anniversary.shtml

10


4. Как развивается украинский YouTube: актуальная статистика и топ-15 отечественных видеоблогеров [Електронний ресурс] // AIN.UA – Режим доступу до ресурсу: http://ain.ua/kak-razvivaetsya-ukrainskij-youtube-aktualnaya-statistika-i-top-15-otechestvennyx-videoblogerov

5. Huisman M., Marijtje A. J. van Duijn. A Reader’s Guide to SNA Software // The SAGE Handbook of Social Network Analysis. SAGE. 2011. P. 578–600.

6. Statistics and facts about LinkedIn [Електронний ресурс] // The Statistics Portal – Ре-жим доступу до ресурсу: https://www.statista.com/topics/951/linkedin/

7. The Top 20 Valuable Facebook Statistics – Updated January 2017 [Електронний ресурс] // Zephoria – Режим доступу до ресурсу: https://zephoria.com/top-15-valuable-facebook-statistics/

11


ПОД- СЕКЦИЯ 3. Информатика, вычислительная техника и автоматизацияКузнецова М.В

студентка, НТУУ «КПИ им. Игоря Сикорского»

Пигарева Д.П.студентка,

НТУУ «КПИ им. Игоря Сикорского»Яценко Е.В

старший преподаватель, НТУУ «КПИ им. Игоря Сикорского»

КОНЦЕПЦИИ РАЗРАБОТКИ ПРИЛОЖЕНИЙ ДЛЯ OS ANDROID

Ключевые слова: андроид, джава, приложение, язык программирования, интерфейс, платформа, среда разработки.

Keywords: android, java, application, programming language interface, platform development environment.

Разработка приложений под Android занимает лидирующее место среди программистов всего мира в наши дни. Ведь практически у каждого среднестатисти-ческого человека имеется современный гаджет, будь то смартфон или планшет. Уже выпущены миллионы телефонов с Android и их число постоянно растет огромными темпами. А это значит, что Java-программистом имеет смысл изучить разработку под Android. Android идеально подходит не только для разработки, но и для продвиже-ния приложений.

Правильное проектирование приложения несет в себе множество факто-ров: выбор библиотек, методов, форматов, спецификаций дизайна. Для сокраще-ния этой стадии используют платформы, которые обычно обеспечивают тщатель-но разработанный набор элементов пользовательского интерфейса, которые имеют характерный стиль для одной темы [1].

Необходимо для начала сгенерировать идею будущего приложения. Очень часто идея в процессе разработки меняется или дополняется, поэтому необходимо поставить конкретную цель, которую будет выполнять Android приложение. Кроме идеи нужно сформулировать хотя бы минимальные требования к программному продукту для того, чтобы понять сложность предстоящей работы.

Для разработки приложения под платформу Android необходимо знание языка программирования Java. Правда одного знания Java недостаточно. Так же для разработки потребуется набор средств для разработки SDK (Software Development Kit), среда разработки IDE (Integrated Development Environment), и виртуальное устройство для тестирования [2].

IDE – это среда, в которой пишется код. Её смысл заключается в следующем: увеличение производительности за счет уменьшения затрат усилий на разработку приложения. Среда автоматически выделяет некоторые элементы кода, в нее встро-ена функция автозаполнения, а также возможность запускать и тестировать резуль-тат. Преимущество данной среды в наличии эмулятора, который позволяет визуа-

12


лизировать код непосредственно в процессе, что дает, в свою очередь, возможность контролировать, менять и дополнять само приложение.

Один из главных критериев приложения – это интерфейс, ведь чем он понят-нее интуитивно и визуально располагает, тем более привлекает внимание пользовате-ля. В 2014 году на конференции Google I/O была представлена новая дизайн-система Material Design. Эта система позволяет более объективно подходить к принятию дизайн-решений: как и что выглядит, так же как что работает, как осуществляется анимация и так далее. Она задает разумные рамки, и не делает чрезмерные ограниче-ния. Система основана на четырех принципах:

– Тактильные поверхности – слоя и тени в интерфейсе;– Полиграфический дизайн – подход графического дизайна;– Осмысленная анимация – логичное начало и окончание анимации;– Адаптивный дизайн – универсальная работа на всех гаджетах OS Android [3].Конечно же, существуют и другие аналоги дизайн-систем, но Material Design

наиболее прогрессивная на данный момент. Именно ее Google использует во всех своих приложениях и рекомендует как образец для других.

Итак, приступая к созданию приложения на OS Android необходимо и жела-тельно учитывать вышеперечисленное, но также не забывать о том, что существуют различные платформы, библиотеки, в частности и для интерфейса, которые могут использоваться в разработке.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Чистый Android [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://developer-

android.unlimited-translate.org/design/patterns/pure-android.html (Дата обраще-ния: 17.01.2017).

2. Разрабатываем приложения для Android: Начало [Электронный ресурс]. – Ре-жим доступа: http://androidinsider.ru/polezno-znat/razrabatyivaem-prilozheniya-dlya-android-nachalo.html (Дата обращения: 17.01.2017).

3. Material Design в Android: [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://xakep.ru/2016/03/01/material-design-2/ (Дата обращения: 19.01.2017).

13


ПОД- СЕКЦИЯ 4. Инновационные технологии.Ткаченко О.І.

к.ф.-м.н., доцент кафедри комп’ютерних наук

Ткаченко О.А.к.ф.-м.н., доцент кафедри

комп’ютерних наукТкаченко К.О.

старший викладач кафедри комп’ютерних наук

Київський національний університет культури і мистецтв

ЄВРОПЕЙСЬКИЙ ДОСВІД ВИКОРИСТАННЯ ЦИФРОВИХ КОМПЕТЕНЦІЙ ПРИ ПІДГОТОВЦІ ФАХІВЦІВ

Ключові компетентності фахівців та пересічних громадян були прийня-ті Радою Європи в 1996 р. в м. Берн [1]. Особлива увага при цьому приділялася таким компетенціям, як: політичні; соціальні; цифрові, комунікативні, технологічні, когнітивні.

Серед політичних та соціальних компетенцій слід виділити такі, як:• здатність приймати відповідальність/бути відповідальним за прийняте рі-

шення та його виконання;• брати участь у прийнятті одноосібних та групових рішень;• мати здібності ненасильницького вирішення конфліктів;• брати участь в підтримці і поліпшенні демократичних інститутів суспіль-

ства та держави;• бути спроможним жити в багатокультурному суспільстві (наявність по-

чуття толерантності).Цифрові компетенції – компетенції, пов’язані зі зростанням інформатизації

суспільства. Цифрові компетенції фахівців передбачають:• володіння інформаційними технологіями;• розуміння проблем, необхідності та шляхів застосування інформаційних

технологій у професійній діяльності як окремих фахівців, так і підпри-ємств, економічних сфер та галузей виробництва;

• розуміння слабких і сильних сторін і способів критичного судження щодо інформації та відповідних інформаційних технологій;

• розуміння проблем, необхідності та шляхів застосування інформації, по-ширюваної мультимедійними засобами і рекламою;

• здатність навчатися протягом життя як основа безперервного навчання в контексті як особистого професійного, так і соціального життя;

• здітність швидкого реагування на зміни в інформаційному суспільстві, ін-формаційних технологіях і т.і.

Цифрові компетенції у підготовці фахівців передбачають:• результативність підготовки і майбутньої професійної діяльності;

14


• організаційні вміння та навички;• стратегічні вміння та навички;• операціональні вміння та навички;• індивідуальна майстерність.Нижче представлено компетенції різних категорій учасників процесу підго-

товки фахівців:

Категорія учасників

КомпетенціїКатегорія учасників

КомпетенціїКатегорія учасників

Фахівець⇒

Створення про-дуктів

⇒Інформаційне суспільство

⇐

Далекоглядне керівництво

⇐

Керівник(суспіль-ство, держава)

Спілкування

ДослідженняРозвиток цифрової культури

Критичне мис-лення

Громадянська позиція

Системне покра-щення освіти

Усвідомлене використанняПрофесійне зростання

Формування грома-дянської позиції

Сприяння твор-чості

Дизайн середови-ща навчання

Передача інфор-мації

Просування громадянської

позиції

Розглянемо сутність поняття «Цифрова грамотність» в Європі та в Україні.Цифрова грамотність – необхідна та достатня сукупність цифрових компе-

тенцій – може бути представлена багаторівневою моделлю, до якої входять концепту-альна та конкретна (операціональна) моделі.

На першому(кореневому) рівні поняття «цифрова компетентність» дезагрегується на аспекти, тобто окремі складові соціального явища (в нашому ви-падку – це освіта та професійна підготовка).

На другому рівні визначаються параметри виміру рівня цифрових компетенцій, тобто значущі кількісні величини (параметри), що вимірюються чи обраховуються (аналітичні) та відображають «Рівень цифрової компетентності» як окремих фахівців, так регіонів і країни в цілому.

15


На третьому рівні для відповідних параметрів вимірювання знаходяться або визначаються їхні емпірично існуючі (такі, що вимірюються беспосередньо) компо-ненти, так звані показники (індікатори). Для кожного показника повинно бути знай-дено джерело даних або визначено конкретний метод вимірювання.

Модель «Цифрова грамотність», включає в себе такі аспекти:1. Цифрове споживання.2. Цифрові компетенції.3. Цифрова безпека.Кожен з цих аспектів включає в себе групи параметрів.Цифрове споживання.1. Охоплення широкосмугового фіксованого Інтернету.2. Охоплення мобільного Інтернету.3. Рівень наявності в особистому користуванні цифрових пристроїв.4. Кількість зареєстрованих в регіоні Інтернет-видань.5. Рівень споживання соціальних медіа.6. Рівень споживання цифрових державних послуг.7. Рівень споживання новостної інформації в Інтернеті.Цифрові компетенції.1. Компетентність в області пошуку інформації в Інтернеті.2. Компетентність в області використання мобільних засобів комунікації.3. Компетентність в області використання соціальних мереж.4. Компетентність в області проведення фінансових операцій через Інтернет

(on-line).5. Компетенции в області потребления товаров и услуг через Интернет6. Компетентність в області критичного сприйняття інформації та перевір-

ки її на достовірність.7. Компетентність в області виробництва (створення, розробки) мультиме-

дійного контенту для Інтернету.Цифрова безпека.1. Здатність до захисту персональних даних.2. Наявність навичок боротьби із загрозами цілостності інформації та

комп’ютерними вірусами.3. Відношення до піратського програмного забезпечення.4. Відношення до піратського медійного контенту.5. Рівень культури взаємодії в соціальних мережах.

Література:1. What is digital competence? [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://

weinspirelab.org/blog/womens_entrepreneurship/30.html

16


ПОД-СЕКЦИЯ 4. Инновационные технологии.Волянський С. М.

кандидат технічних наук, доцент кафедри електрообладнання

суден та інформаційної безпеки Національний університет

кораблебудування імені адмірала Макарова

СИНТЕЗ АДАПТИВНОГО РЕГУЛЯТОРА СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ РУШІЙНИМ ПРИСТРЄМ З БАРОРОЗВАНТАЖЕНИМ АСИНХРОННИМ

ДВИГУНОМ ПО СТАБІЛІЗАЦІЇ КУТОВОЇ ШВИДКОСТІ ГРЕБНОГО ГВИНТА ПІДВОДНОГО АПАРАТА

Анотація. Розроблено Simulink-модель для синтезу адаптивних ПІД-регуляторів системи керування рушійним пристроєм по стабілізації кутової швид-кості гребного гвинта підводного апарата. Виявлено, що застосування адаптивних ПІД-регуляторів у порівнянні з класичними дозволяє отримувати більш стабільні по-казники якості керування в усьому діапазоні температур робочої рідини (діелектри-ка) баророзвантаженого асинхронного двигуна.

Ключові слова: баророзвантажений асинхронний двигун, регулятор, рушій-ний пристрій, точність керування.

Keywords: bar unloaded asynchronous motor, control exactness, propulsion device, regulator.

Система керування (СК) рушійним пристроєм (РП) підводного апарата (ПА) є об’єктом, де апріорні дані про характеристики або рівняння, що опису-ють реакції, неможливо отримати через занадто широкий розкид параметрів. Крім того, застосування в системах керування (СК) РП ПА типових регуляторів, які мають жорстку настройку параметрів, не дозволяє забезпечити необхідні показники якості керування [1, 2]. Тому виникає необхідність у використанні комбінованих систем керування з адаптивними регуляторами, здатними при-стосовуватися до змінних умов довкілля. Такі системи широко використовують робочу інформацію для аналізу динамічного стану системи керування та органі-зації контрольованих змін властивостей, параметрів, керуючих дій і структури системи керування.

Узагальнена схема комбінованої адаптивної СК з урахуванням впливу галь-мівного гідродинамічного моменту Qg (вихід блоку Wτ(S)) і блоку Wk(S) адаптивного підбору коефіцієнтів k1, k2, k3 регулятора залежно від компенсуючого сигналу k(s) збу-рючої дії f(s) (температури τ та виду Д робочої рідини (діелектрика)) баророзванта-женого асинхронного двигуна (БАД), наведена на рис. 1.

На базі схеми (рис. 1), системи рівнянь уточненої математичної моделі [3], синтезованого закону керування [4], розроблено Simulink-модель для синте-зу адаптивного ПІД-регулятора СК РП з БАД по стабілізації кутової швидкості гребного гвинта.

17


Синтез адаптивного ПІД-регулятора зводиться до наступного:а) з включеним допоміжним ПІД-регулятором обчислюються коефіцієнти k1, k2, k3 при зміні температури робочої рідини τ у межах –30…+70⁰ С;б) формується таблиця коефіцієнтів k1, k2, k3 залежно від τ ;в) проводиться апроксимація коефіцієнтів k1, k2, k3 у функції k1(τ), k2(τ), k3(τ);г) виконується перевірка СК РП з БАД ПА з синтезованим адаптивним ПІД-

регулятором у крайніх режимах роботи. Крайніми режимами є режими з найнижчою (–30⁰ С) і найвищою (+70⁰ С) температурами.

Рисунок 1 – Узагальнена схема комбінованої адаптивної САК

а б

в гРисунок 2 – Результати моделювання роботи СК РП з БАД по стабілізації кутової швидкості ГГ ПА: а, в – з класичним ПІД-регулятором;б, г – з синтезованим адаптивним ПІД-регулятором

18


Результати моделювання роботи СК РП з БАД по стабілізації кутової швид-кості гребного гвинта ПА з синтезованим адаптивним ПІД-регулятором наведено на рис. 2, де позначено: крива 1 – кутова швидкість гребного гвинта (ГГ) ωед; крива 2 – упор ГГ fГГ.

На рис. 2 представлено криві для наступних випадків:а) при τ = +70⁰ С і фіксованих коефіцієнтах класичного ПІД-регулятора

k1, k2, k3, синтезованих при τ = –30⁰ С;б) при τ = +70⁰ С і роботі синтезованого адаптивного ПІД-регулятора;в) при τ = –30⁰ С і фіксованих коефіцієнтах класичного ПІД-регулятора k1, k2, k3, синтезованих при τ = +70⁰ С;г) при τ = –30⁰ С і роботі синтезованого адаптивного ПІД-регулятора.На основі отриманих результатів моделювання можна зробити наступні ви-

сновки: при використанні у СК РП з БАД по стабілізації кутової швидкості гребного гвинта ПА ПІД-регулятора з фіксованими коефіцієнтами k1, k2, k3, налаштованими на конкретне значення температури робочої рідини (діелектрика) БАД ПА, отримано пе-рехідні характеристики з погіршеними показниками якості керування (регулятор на-лаштований на низьку температуру, а температура робочої рідини є максимально мож-ливою (див. рис. 2, а), і навпаки (див. рис. 2, в)). Наявні також перерегулювання більше 20 % (див. рис. 2, а) і збільшений у 2,5 рази час перехідного процесу (див. рис. 2, в).

При використанні синтезованого адаптивного ПІД-регулятора у СК РП з БАД по стабілізації кутової швидкості гребного гвинта ПА показники якості керування сут-тєво покращуються. СК є стійкою. Перерегулювання по кутовій швидкості обертання ГГ відсутнє. Час перехідного процесу складає 0,9 с.

Література1. Илларионов, Г. Ю. Автономные необитаемые подводные аппараты для поис-

ка и уничтожения мин / Г. Ю. Илларионов, В. В. Сидоренко, С. В. Смирнов // Подводные исследования и робототехника. – 2006. – 1. – С. 31-39.

2. Лебедев, А. В. Разработка методов синтеза адаптивных систем управления пространственным движением подводных аппаратов / А. В. Лебедев, В. Ф. Филаретов, Д. А. Юхимец // Сб. научных статей к 30-летию ИАПУ ДВО РАН. – 2001. – С. 82-95.

3. Волянский, С. М. Синтез математической модели движительно-рулевого комплекса подводного аппарата как объекта управления [Електронний ре-сурс] / С. М. Волянский // Вісник Національного університету кораблебуду-вання. – 2014. – 2 – Режим доступу: http://dx.doi.org/10.15589.evn20140305. – 5.03.2014 г.

4. Волянський, С. М. Синтез і дослідження систем автоматичного керування рушійно-кермовим комплексом підводного апарата / В. С. Блінцов, С. М. Во-лянський // Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2015. – 5/2 (77). – С.58-63.

19


ПОД- СЕКЦИЯ 4. Инновационные технологии.Лапта С.С.

доцент, кандидат технических наук Харьковский национальный

технический университет «ХПИ»

ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТРУКТУРНЫЙ МЕТОД МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГОМЕОСТАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Ключевые слова: математическое моделирование, гомеостатическая системаKeywords: math modeling, homeostatic system

Актуальность проблемы эффективного описания свойства гомеостатич-ности сложных, не вполне структурно исследованных, систем различной природы, прежде всего физиологических, (свойства само регуляции к определенному ба-зальному состоянию) обусловлена их широкой распространенностью. В математи-ческом моделировании физиологических систем до последнего времени было два противоположных подхода. Первый из них, предложенный Н. Рашевски, развит в работах Р. Белмана, Д. Швитры и Г. Марчука. Он отличается детализированностью гипотетического описания, которое не адекватно возможностям однозначной кли-нической и физиологической проверки. Ему характерно также привлечение громозд-ких математических средств, обоснование верности теоретических построений пу-тем доказательства теорем, численное решение уравнений соответствующих моделей на мощных ЭВМ с получением результатов, которые в принципе могут быть лишь качественно сопоставимы с практикой.

Второй подход, предложенный Н. Винером [1], предусматривает феномено-логическое описание физиологического явления в главном для использования его в практических задачах. При этом вместо выяснения истинной физиологии процесса, используя различные его внешние аналогии с техническими устройствами, констру-ируют искусственную систему, которая могла бы выполнять в тех или иных аспектах те же функции, что и оригинал.

Предлагаемый новый метод математического моделирования гомеостати-ческих систем основан на функционально-структурном подходе к их описанию. Он состоит в отказе от попыток математического описания множества элементов мор-фологической структуры системы, принимающих участие в гомеостатических регу-ляциях, и еще более многочисленных их взаимосвязей и заключается в рассмотре-нии лишь определяющих их процессов, безотносительно морфологии системы. При таком подходе динамика процесса рассматривается вначале как явление в целом, без детализации, однако со структурированием в главном, но не в морфологическом, а в функциональном аспекте.

Адекватная математическая модель физиологического процесса помимо общетеоретического представляет интерес и для клинической практики, для диаг-ностики и терапии заболеваний, обусловленных нарушениями в его функциониро-вании. При этом роль диагностических характеристик патологий могут выполнять числовые значения параметров модели, индивидуализированной для обследуемого

20


пациента по его клиническим данным. Такая индивидуализация модели предусма-тривает множественные численные эксперименты с ней, что, в свою очередь, воз-можно лишь при достаточной простоте и эффективности, как нее самой, так и мате-матических методов ее анализа.

Возможности нового метода продемонстрированы на примере математи-ческого моделирования системы регуляции углеводного обмена в организме чело-века. При этом получена система двух дифференциальных уравнений 1-го порядка с запаздывающим аргументом относительно уровней гликемии и инсулинемии на периферии. Это запаздывание обусловлено как инерционностью механизма се-креции инсулина поджелудочной железой, так и временем оборота крови по сосу-дистой системе и ее перемешивания, которое составляет одну минуту. Традицион-ное применение к численному анализу таких уравнений тех же методов, что и для обыкновенных дифференциальных уравнений лишь усложняет известные проблемы сходимости и устойчивости их решения. Вместо усилий по их преодолению пред-принято их устранение посредством существенного использования запаздывания и применения численного аналога на сетке известного для дифференциальных урав-нений с запаздывающим аргументом аналитического метода шагов. Соответствен-но дифференциальные уравнения были сведены к последовательному определению значений искомых функций в равноотстоящих узлах сетки с шагом одна минута по формуле неопределенного интеграла, используя ранее найденные их значения в пред-шествующих узлах и интерполяционную формулу Ньютона для конца таблицы. При этом традиционный прием снижения величины погрешности интерполяции путем дробления шага сетки, приводящий к громоздкости вычислений, был заменен уве-личением числа узлов сетки слева от отрезка интегрирования, так как она убывает обратно пропорционально факториалу этого числа. Отмеченные приемы обеспечили эффективную работу с моделью, построение на ее основе методов ранней диагности-ки и инсулинотерапии сахарного диабета [2, 3].

Литература:1. Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине. – М.: Сов.

радио, 1968. – 328 с.2. Лапта С. И. Функционально-структурное математическое моделирование

сложных гомеостатических систем: монография / С. И. Лапта, С. С. Лапта, О. И. Соловьева. – Харьков: Изд. ХНЭУ, 2009. – 332 с.

3. Лапта С. С. Автоматизация регуляции динамики гликемии на основе её матема-тического моделирования / Збірник наукових праць Харківського університету Повітряних Сил. – 2012. – 4 (33). – С. 154-160.

21


ПОД- СЕКЦИЯ 5. Металлургия и энергетика.Пантейков С.П.

доцент, канд. техн. наук;Пантейкова E.C.

студентка магистратуры Днепродзержинский

государственный технический университет, г. Каменское, Украина

О ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ В ОГНЕУПОРАХ ДНИЩА

КИСЛОРОДНОГО КОНВЕРТЕРА ПРИ ЕГО ОШЛАКОВАНИИ

Дано описания математической модели термонапряжённого состояния огнеупоров днища конвертеров комбинированного дутья, учитывающая наличие слоя шлакового гарнисажа. Приведены факторы, которые влияют на величину термичес-ких напряжений, возникающих в огнеупорах днища конвертера.

A description of mathematical model of refractories thermostressed state of combined blast converters bottom, taking into account the presence of slag scar layer, has been given. The factors influenced the magnitude of thermal stresses in the refractory materials of the converter bottom have been shown.

Ключевые слова: конвертер, шлаковый гарнисаж, днище, огнеупор, стой-кость, раздувка шлака.

Keywords: converter, slag scar, bottom, refractory materials, resistance, slag blowing.

Кислородно-конвертерный процесс (LD-процесс в европейской или BOP-процесс в американской терминологии) получил огромное распространение в мире. Одним из важным показателей работы кислородных конвертеров является стойкость его футеровки, в частности огнеупоров днищ агрегатов.

Главными причинами пониженной стойкости футеровки днищ конвертеров является постоянная работа огнеупоров в термонапряжённом состоянии из-за воз-действия на их рабочий торец высокотемпературной среды (расплава) и охлаждения их противоположного торца в районе кожуха агрегата, а также частых теплосмен в результате смены периодов нагрева футеровки днища (межплавочные простои и за-валка лома, затем – заливка чугуна) или наоборот (продувка расплава и выпуск ме-талла, а затем – межплавочные простои агрегата и завалка лома). При этих условиях в теле огнеупоpных блоков для футеровки днищ конвертера возникают термические напряжения [1], связанные с наличием осевого градиента температур, характерного для всех теплотехнических агрегатов [2, 3]. Это приводит к послойному скалыванию огнеупоров, возникновению в них трещин, срабатыванию футеровки и, как след-ствие, к снижению стойкости днища конвертеров. Поэтому проблема увеличения стойкости огнеупоров днищ конвертеров всегда являлась и является актуальной.

Одним из важнейших достижений недавнего прошлого в конвертерной техно-логии выплавки стали явилась разработка и внедрение ресурсо- и энергосберегающей технологии горячих ремонтов футеровки агрегатов – нанесение защитного шлако-

22


вого гарнисажа на периклазоуглеродистую футеровку конвертеров путём раздувки азотными струями в полости агрегата специально подготовленного конечного шлака с постепенным формированием на поверхности футеровки намороженного слоя про-чного шлакового покрытия, которое значительно увеличивает срок службы футеров-ки конвертеров [4, 5]. Применение технологии ошлакования футеровки конвертера позволяет защитить огнеупоры днища от износа и разрушения в результате устране-ния механического воздействия металлического лома и струи расплава на огнеупоры днища конвертера при загрузке шихты и заливке чугуна в агрегат, а так же контакта огнеупоров днища с агрессивной высокотемпературной средой в ходе окислительно-го рафинирования расплава за счёт формирования на рабочей поверхности днища агрегата слоя дополнительного гарнисажного покрытия из шлака, оставшегося после его раздувки на стены конвертера. Однако, одновременно с этим, гарнисажный слоя шлака на днище конвертера уменьшает объём рабочего пространства агрегата, отри-цательно влияя на его производительность. Поэтому актуальным вопросом является изучение теплового состояния днища кислородного конвертера при работе агрегата с ошлакованием футеровки и без такового с целью досконального изучения влияния различных факторов на стойкость огнеупоров днищ конвертеров и максимального продления “живучести” защитного гарнисажа на них.

Для упрощения экспериментальных работ по исследованию данного во-проса авторами работы на основе разработанной ранее математической модели [6] теплового состояния днища кислородного конвертера по ходу продувки, учиты-вающей наличие на нём слоя намороженного шлакового гарнисажа, разработана математическая модель термонапряжённого состояния огнеупоров днища кисло-родного конвертера, также предусматривающая наличие гарнисажного покрытия на днище конвертера.

Данная математическая модель термонапряжённого состояния огнеупоров днища кислородного конвертера [7] предусматривает совместное решение дифферен-циального уравнения Фурье и уравнения Гука. Решается задача Стефана с двумя под-вижными границами (раздела твёрдого и жидкого шлака; намёрзшей корочки металла и расплава) с граничными условиями III и IV рода. Задача решена методом контрольного объёма [9]. Для расчёта размеров движущихся границ плавления-намерзания приме-нён численный метод Дюзимбера [10]. Аппроксимация уравнения теплопроводности (1) в его конечно-разностный аналог выполнена по явной разностной схеме расчётов [11]. Разработанная авторами математическая модель термонапряжённого состояния днища конвертера написана на алгоритмическом языке Delphi.

Даная модель при реализации её на ПЭВМ позволила получить информацию о влиянии вида огнеупорного материала блока днища, его высоты и параметров (на-чальной высоты и температуры плавления) защитного гарнисажного слоя в любой момент процесса конвертирования (завалки лома, заливки чугуна, продувки рас-плава или межплавочных простоев агрегата) на величину термических напряжений, возникающих в теле огнеупорных блоков, которыми футеруется днище кислородно-го конвертера верхнего дутья.

Полученные результаты [12-14] позволили проанализировать влияние на величину термических напряжений, возникающих в огнеупорах днища конвертера следующих параметров: вида применяемого огнеупорного материала для футеров-

23


ки днища конвертера; начальной толщины гарнисажного слоя шлака; температуры плавления применяемого шлака.

Для промышленных конвертеров выданы рекомендации относительно па-раметров шлакового покрытия с целью эффективной защиты футеровки днища кон-вертеров за счёт максимально возможного снижения температурных напряжений в их огнеупорном материале при минимально необходимой толщине шлакового по-крытия с целью минимизации снижения объёма рабочего пространства конвертера с использованием предложенных технологий ошлакования и раздувочных фурм для их осуществления [15-18].

Литература1. Суворов С.А., Тарабанов В.Н., Козлов В.В. Эволюция износа футеровки конвер-

тера для плавки стали // Известия СПбТИ(ТУ).– 2013.– 19(45).– С.22-26.2. Стрелов К.К. Теоретические основы технологии огнеупорных материалов.– М.:

Металлургия, 1985.– 480 с.3. Стрелов К.К., Кащеев И.Д., Мамыкин П.С. Технология огнеупоров.–

М.:Металлургия, 1988.–528 с.4. Пантейков С.П., Моцна Р.І. Ошлакування футерівки кисневих конвертерів. Части-

на 1. Аналіз сучасного стану розвитку технологій // Збірник наукових праць ДДТУ: (технічні науки) / Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2011.- Випуск 2 (17).- С. 38-48.

5. Пантейков С.П. Анализ мирового развития и современное состояние техноло-гий ошлакования футеровки кислородных конвертеров // Чёрная металлургия. Бюллетень НТиЭИ.- 2013.- 6 (1362).- С. 65-78.

6. Пантейков С.П., Пантейкова Е.С. Математическая модель теплового состояния днища кислородного конвертера с учётом слоя защитного шлакового покрытия // «Современная металлургия нового тысячелетия»: Сб. науч. тр. XI Междуна-родной научно-практической конференции.– Часть 1.– Липецк: ЛГТУ, 2015.– С.89-92.

7. Пантейков С.П., Пантейкова Е.С. Математическая модель термонапряжённого состояния огнеупоров днища кислородного конвертера с учётом их ошлакова-ния // “Литье. Металлургия. 2016”: Материалы XII и V Международных научно-практических конференций (24-26 мая 2016 г., г.Запорожье) / Под общ. ред. д.т.н., проф. Пономаренко О.И. – Запорожье, ЗТПП, 2016.– С.393-395.

8. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.– М.: Энергия, 1979.– 344 с.9. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи.– М: Мир, 1983.– 512 с.10. Радл У. Затвердевание отливок.– М.: Машгиз, 1960.– 391 с.11. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы: Учебное пособия для вузов.– М.:

Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1989.– 432 с.12. Пантейков С.П., Пантейкова Е.С. Численные исследования теплового состоя-

ния огнеупоров днища кислородного конвертера с учётом его ошлакования // Проблеми математичного моделювання: Матеріали Всеукраїнської науково-методичної конференції, 25-27 травня 2016р. м.Дніпродзержинськ.- Дніпропе-тровськ: Біла К.О., 2016.- С.51-53.

13. Пантейков С.П., Пантейкова Е.С. Численное исследование динамики износа слоя зашитного шлакового гарнисажа на днище кислородного конвертера при

24


продувке расплава // Университетская наука 2016: Сборник тезисов докладов международной научно-технической конференции в 4-х т.: Т.1 – факультеты: ме-таллургический, энергетический.- Мариуполь, ГВУЗ “ПГТУ”, 2016.- С.148-150.

14. Пантейков С.П., Пантейкова Е.С. Численные исследования термических на-пряжений, возникающих в огнеупорах днища кислородного конвертера при его ошлаковании // “Стратегия качества в промышленности и образовании”: Материалы XII Международной конференции (30 мая – 1 июня 2016 г., г. Варна, Болгария). – Днепропетровск-Варна, 2016.– С. 209-212.

15. Патент 15831 Украина, МПК(2006) С 21 В 5/04, С 21 С 5/06 (2006.01), С 21 С 5/44, С 21 С 5/54 (2006.01), F 27 D 1/16. Способ нанесения защитного гарнисажа на фу-теровку конвертера / С.П.Пантейков.– u 2006 00826; Заявл. 31.01.2006; Опубл. 17.07.2006. Бюл. 7.

16. Патент 80239 Украина, МПК (2006) С 21 С 5/44, F 27 D 1/16. Способ повышения стойкости футеровки конвертера / С.П.Пантейков.– а 2006 12516; Заявл. 28.11.2006; Опубл. 27.08.2007. Бюл. 13, 2007г.

17. Патент 82166 Украина, МПК (2006) С 21 С 5/44, С 21 С 5/46, С 21 С 5/48, F 27 D 1/16, F 27 В 1/16 (2007.01). Способ ошлаковывания футеровки конвертерного агрегата и верхняя фурма для его осуществления / С.П.Пантейков.– а 2007 01633; Заявл. 16.02.2007; Опубл. 11.03.2008. Бюл. 5, 2008г.

18. Патент 96392 Украина, МПК С 21 С 5/44, С 21 С 5/48, F 27 D 1/16 (2006.01). Верх-няя фурма для раздувки шлака и способ восстановления футеровки конвертера с её применением / С.П.Пантейков.– а 2010 12620; Заявл. 25.10.2010; Опубл. 25.10.2011. Бюл. 20, 2011г.

25


ПОД- СЕКЦИЯ 5. Металлургия и энергетика.Пантейкова Е.С.

студентка магистратуры;Пантейков С.П.

доцент, канд. техн. наук; Днепродзержинский государственный технический университет,

г. Каменское, Украина

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА НАНЕСЕНИЯ ШЛАКОВОГО ГАРНИСАЖА НА ЦАПФЕННЫЕ ЗОНЫ ФУТЕРОВКИ КОНВЕРТЕРА

ПУТЁМ РАЗДУВКИ ШЛАКОВОГО РАСПЛАВА ОДНОПОТОЧНЫМИ ФУРМАМИ СО СГРУППИРОВАННЫМИ СОПЛАМИ В ГОЛОВКЕ

Приведены результаты низкотемпературного моделирования процесса раз-дувки крахмального клейстера, моделирующего шлаковый расплав, на цапфенные зоны стен рабочего пространства конвертера однопоточными фурмами с 4-мя и 6-тью сгруппированными соплами в головках.

Ключевые слова: гарнисаж, футеровка, цапфенные зоны, шлак, раздувка.

Как установлено ранее [1-3], раздувка жидкости через 5-ти и 6-ти сопловые фурмы с однорядным круговым расположением сопел в головке сопровождается интенсивным брызговыносом на ствол верхней фурмы и из горловины конвертера. Кроме того, цапфенные зоны рабочей поверхности футеровки конвертеров всегда характеризуются повышенным износом из-за неравномерности ошлакования футе-ровки при поворотах конвертера.

С целью исследования возможности более интенсивного ошлакования цап-фенных зон футеровки конвертера, а также условий возможного устранения или значительного ослабления отрицательных явлений (ошлакование ствола верхней фурмы и вылета капель шлака из горловины конвертера за переделы его рабочего пространства) на лабораторной низкотемпературной модели конвертера опробовали процесс раздувки шлака (в качестве рабочей жидкости использовался крахмальный клейстер) с использованием 4-х (рис.1, а) и 6-ти (рис.1, б) сопловых однопоточных фурм со сгруппированными в стороны цапфенных зон соплами.

Основная раздувка шлака с направленным на цапфенные зоны стен агре-гата брызговыносом из пределов сгруппированных кратеров эллипсовидной фор-мы осуществлялась1 по вариантам ошлаковывания футеровки посредством струй, формируемых четырьмя (рис.1, в) и шестью (рис.1, г) расположенными под углом αв=17° и сгруппированными в стороны цапф соплами Лаваля. В течение 4-минутной операции нанесения на цапфенные зоны стен рабочего пространства модели кон-вертера фиксировалось образование значительного по толщине гарнисажа (рис.1, д, е). Однако, и ствол гарнисажной фурмы, располагающийся в полости конвертера и находящийся над уровнем горловины, был покрыт слоем клейстера, уменьшаю-щимся по толщине вверх от торца головки. Сгруппирование (по 2 или 3) сопел Ла-валя в 4-х или 6-ти сопловых головках фурм с расчётом организации двух секторов 1 Материалы магистерской работы Пантейковой Е.С., руководитель – проф.Сигарёв Е.Н.

26


а, в, д) 4-сопловая головка со сгруппированным расположением сопел;б, г, е) 6-сопловая головка со сгруппированным расположением сопел.Рисунок 1 – Конструкции головок (а, б), картины взаимодействия газовых струй с жидкостью (в, г) и раздувки клейстера на стенки конвертера (д, е)

а) б)

в) г)

д) е)

27


направленного выноса капель шлака на поверхность футеровки агрегата способ-ствует более интенсивному и направленному на наиболее изнашиваемые участки футеровки конвертера (цапфенные зоны) брызговыносу объёмов шлака из преде-лов реакционных зон. В случае использования 6-сопловой головки с целью сохра-нения импульса одиночных струй верхней фурмы на уровне 4-х сопловой фурмы расход газа на фурму был увеличен в 1,5 раза.

По данным визуальных наблюдений более интенсивный брызговынос на цапфенные зоны был зафиксирован2 при использовании головок с 6-ю сгрупиро-ванными соплами (рис.1, е) в сравнении с фурмой с 4-мя (рис.1, д) сгруппирован-ными соплами в головках (указанные фурменные головки изображены соответ-ственно на рис.1, б и рис.1, а). Это поясняется бóльшими суммарным импульсом струй дутья и их общим давлением на поверхность раздуваемой жидкости в по-лости конвертера, вызываемыми бóльшим суммарным расходом дутья в случае использования 6-ти сопел в головке. Поэтому интенсивность ошлакования стен модели конвертера в цапфенных зонах рабочего пространства при использовании 6-сопловой фурмы была выше (рис.1, е), чем при использовании 4-сопловой (рис.1, д). Однако, в первом случае увеличивалась и степень “ошлакования” ствола верх-ней фурмы, находящегося как в полости конвертера, хотя брызговынос на фурму и из горловины конвертера был меньше, нежели при использовании фурм с обычным круговым расположением сопел [1-3]. При исследовании брызговыноса была за-действована методика, описанная в работе [4].

Литература1. Пантейков С.П. Холодное моделирование процесса раздува конвертерного шла-

ка при помощи верхней фурмы на рабочую поверхность футеровки конвертера // Металлургическая и горнорудная промышленность.- 2002.- 7.- С. 49, 50.

2. Пантейков С.П. Изучение на холодной модели процесса нанесения защитного покрытия для конвертерной футеровки путём раздувки конечного шлака верхней пятисопловой фурмой // Труды седьмого конгресса сталеплавильщиков (Магни-тогорск, 15-17 октября 2002 г.).- М.: Черметинформация, 2003.- С. 231-235.

3. Пантейков С.П., Пантейкова Е.С. Моделирование ошлакования футеровки кон-вертера // “Литье. Металлургия. 2015”: Материалы XI и IV Международных научно-практических конференций (26-28 мая 2015 г., г.Запорожье) / Под общ. ред. д.т.н., проф. Пономаренко О.И. – Запорожье, ЗТПП, 2015.– С.362, 363.

4. Пантейков С.П. Методичні вказівки до проведення комплексу лабораторних робіт “Дослідження аерогідродинаміки конвертерної ванни” для студентів спе-ціальності 6.090401 “Металургія чорних металів” всіх форм навчання.– Дніпро-дзержинськ, ДДТУ, 2007.- 16 c.

2 В работе принимала участие аспирант Семёнова Д.А.

28


ПОД- СЕКЦИЯ 5. Металлургия и энергетика. Пантейков С.П.

доцент, канд. техн. наук;Семерунина Л.П.

аспирантка Днепродзержинский государственный

технический университет, г. Каменское, Украина

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА НАСТЫЛЕОБРАЗОВАНИЯ НА ТОРЦЕ МНОГОКАНАЛЬНЫХ ДОННЫХ ФУРМ ПРИ КОМБИНИРОВАНОЙ

ПРОДУВКЕ РАСПЛАВА В КОНВЕРТЕРЕ

Приведено описание математической модели процесса образования ме-таллической настыли в ходе процесса конвертирования на рабочей поверхности многоканальных донных блоков, устанавливаемых в днище конвертеров комбиниро-ванного дутья. Указаны факторы, влияющие на величину металлической настыли, образующейся на рабочем торце многоканальных донных дутьевых блоков.

Ключевые слова: конвертер, настыль, продувочный газ, днище, огнеупор, стойкость, перемешивание.

Keywords: converter, mushroom, blast gas, bottom, refractory materials, resis-tance, agitate.

Бурное развитие в мире комбинированных процессов производства стали, в которых продувка расплава осуществляется кислородом сверху и струями нейтраль-ных или слабоокислительных газов через днище, обусловило широкое многообразие конструкций донных продувочных элементов.

Одной из разновидностей конструкций донных дутьевых устройств для дон-ной подачи газов на перемешивание конвертерной ванны являются широко применя-ющиеся кассетные огнеупорные многоканальные фурмы–блоки. Узкое место при экс-плуатации указанных продувочных устройств – их низкая стойкость. Одной из причин преждевременного выхода из строя донных дутьевых устройств является образование на их торцевой (рабочей) поверхности, контактирующей с жидким металлом, металли-ческой настыли (закристаллизовавшейся корки расплава) с последующим полным или частичным зарастанием газовых каналов и работой донных фурм в нерасчётном режи-ме. Кроме того, по некоторым литературным данным [1], различие численных значе-ний коэффициентов термического расширения материалов огнеупора блока и настыли активизирует процесс разрушения многоканальных дутьевых устройств.

С целью исследования влияния расхода, температуры и вида подаваемо-го продувочного газа, конструктивных параметров фурмы, типа огнеупорного ма-териала фурменного блока и технологических показателей плавки на возможность формирования металлической настыли на торце многоканальной донной фурмы по ходу продувки в кислородном конвертере разработана математическая модель [2] процесса настылеобразования на торце донных многоканальных продувочных фурм конвертеров комбинированного дутья.

29


Указанная модель предусматривает решение одномерной задачи Стефана в прямоугольных координатах с двумя движущимися границами по высоте фур-мы. Принимаем, что в начальный момент времени на поверхности многоканаль-ного фурменного блока металлическая настыль отсутствует (моделируется первая плавка после перефутеровки конвертера). Теплообмен между соседними слоями огнеупора или настыли происходит посредством теплопроводности по закону Фурье. Теплообмен верхнего торца огнеупорного блока или образовавшейся на нём настыли с расплавом осуществляется посредством вынужденной конвекции. Нижний торец огнеупора донной фурмы обменивается теплом с продувочным газом в металлической кассете также посредством вынужденной конвекции. Кон-вективный теплообмен между поверхностью газовых каналов и движущимся в них газом происходит по закону Ньютона–Рихмана. Кроме того, осуществляется теплообмен излучением поверхностей газовых каналов с расплавом и материалом кассеты донной фурмы. Для определения текущего размера настыли применён численный метод Дюзинбера [3]. Для расчёта температурного поля огнеупорного блока фурмы и настыли, а также распределения температур газа в каналах при-менена явная разностная схема расчёта [4].

При разработке модели приняли, что настыль является легкоплавким телом, так как температура её слоёв всегда будет ниже или примерно равна температуре плавления вещества ванны (расплава) [5].

Программа расчётов написана на алгоритмическом языке Delphi и реализо-вана на персональных компьютерах типа IBM PC.

С использованием разработанной математической модели проведены чис-ленные исследования процесса настылеобразования на торце многоканальных про-дувочных элементов применительно к условиям работы 250–т конвертеров.

Ввиду того, что на процесс образования металлической настыли оказы-вают влияние как огнеупорный материал блока, так и газ, подаваемый на донное перемешивание (его вид, температура и расход), то исследовалось влияние типа огнеупорного материала дутьевого устройства (магнезит, смоломагнезит и пери-клазоуглерод) [6], вида продувочного газа (азот, аргон, СО и СО2), его расхода и температуры [7] на величину металлической настыли, которая образуется на торце многоканального продувочного блока по ходу комбинированной продувки расплава в конвертере.

Исследования [6] показали, что тип огнеупорного материала, из которого изготовляется многоканальный фурменный блок, имеет значение и влияет на про-цесс образования металлической настыли – быстрее всего настыль образуется при использовании многоканального блока, сделанного из магнезита, медленнее всего – при применении (MgO+C)-блоков, что, вероятно, связано с меньшей температурой устья продувочных сопел в первом случае и с более высокой температурой устья со-пел во втором [8, 9].

Исследованиями [7] установлено, что с уменьшением расхода газа и диа-метра сопел в блоке, а так же с увеличением температуры газа настылеобразование снижается, при этом по степени увеличения охлаждающего воздействия на огнеупор фурменного блока газы располагаются следующим образом: Ar, N2, CO2, CO. Полу-ченные данные хорошо корреспондируется с результатами исследований [10-12].

30


Литература1. Огнеупоры и футеровки / Пер. с японского по ред. И.С.Кайнарского.– М.: Мета-

ллургия, 1976.– 416 с.2. Пантейков С.П. Математическая модель настылеобразования на многоканальных

фурмах при комбинированной продувке расплава в конвертере // Наука и об-разование ‘98: Тезисы докладов I Международной конференции (27-30 апреля 1998г., г.Днепродзержинск, Украина).– Днепродзержинск, 1998.– С. 23.

3. Раддл Р.У. Затвердевание отливок.– М.: Машгиз, 1960.– 391 с.4. Калиткин Н.Н. Численные методы.– М.: Наука, 1978.– 512 с.5. Мастрюков Б.С. Теплофизика металлургических процессов.– М.: МИСиС, 1996.– 268 с.6. Пантейков С.П. Исследование зависимости процесса образования настыли

на торце многоканальных донных фурм при комбинированной продувке ра-сплава в конвертере от типа огнеупорного материала дутьевых устройств // Криворожсталь-2001: Сборник тезисов докладов научно-технической конфе-ренции молодых специалистов (2-3 ноября 2001г., г.Кривой Рог, Украина).– Кри-вой Рог, 2001.– С. 8, 9.

7. Пантейков С.П. Исследование влияния вида газа на процесс настылеобразования на торце многоканальных донных фурм при комбинированной продувке ра-сплава в конвертере // Современные проблемы производства стали и управ-ление качеством подготовки специалистов: Материалы международной научно-методической конференции, посвящённой 90-летию со дня рождения учёного-металлурга Меджибожского М.Я.– Мариуполь, 2002.– С.156, 157.

8. Пантейков С.П., Кирьянова М.А. Численные исследования тепловой работы многоканального фурменного блока для донного перемешивания расплава в конвертере // Проблемы математического моделирования: Тезисы докладов межгосударственной научно-методической конференции (28-30 мая 2014г., г.Днепродзержинск, Украина).– Днепродзержинск, ДГТУ, 2014.– С.133-135.

9. Пантейков С.П., Семерунина Л.П. Об особенностях тепловой работы многоканальных донных блоков конвертеров комбинированного дутья // Сбор-ник трудов XIV Международного Конгресса сталеплавильщиков (г.Электросталь, Россия, 17-21 октября 2016г.).– Москва-Электросталь, 2016.– С.68–71.

10. Образование настыли при продувке неактивного газа. Работа конвертера с ком-бинированной продувкой: Сообщ. 4 / I.Tetsuharu e.a. // Тэцу то хаганэ = J. Iron and Steel Inst. Jap..–1985.– 71.– 4.– C.175.

11. Заявка 58–11718, Япония, МКИ С 21 С 5/48; С 22 B 9/05. Донные фурмы / С.Ютака, К.Мититака, К.Тацуюки (Япония).– 56–110576; Заявлено 15.07.81, Опублико-вано 22.01.83.

12. Ohguchi S., Robertson D.G.C. Образование пористых наростов вокруг фурм в про-цесс вдувания газа [в расплав] // Ironmak and Steelmak.– 1983.– V.10.– 1.– Р.15–23.

31


ПОД-СЕКЦИЯ 7. Ремонт и реконструкция.Вишнивецький М. О.

магістрант кафедри «Надійність і ремонт машин»

Дніпропетровський державний аграрно-економічний університет,

Мельянцов П. Т.кандидат технічних наук, доцент,

доцент кафедри «Надійність і ремонт машин»


ОЦІНКА ТРІБОТЕХНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПАР ТЕРТЯ АГРЕГАТІВ ГІДРАВЛІЧНОЇ СИСТЕМИ ПІДЙОМНИХ МЕХАНІЗМІВ СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ

АВТОМОБІЛІВ ПРИ РОБОТІ НА РІПАКОВОМУ МАСТИЛІ

Ключові слова: гідравлічна система, ріпакове мастило, тріботехнічні власти-вості, коефіцієнт тертя, зносостійкість.

Keywords: hydraulic system, rape oil, tribotechnical properties, friction coefficient, durability.

На автомобілях самоскидах застосовують гідропривід з розімкнутим відкри-тим контуром циркуляції робочої рідини. Його робота характеризується циклічним режимом при якому деталі гідроприводу сприймають навантаження як під час руху автомобіля, так і в період виконання робіт з піднімання та опускання кузова.

Такий режим експлуатації впливає на експлуатаційну надійність гідравлічних агрегатів, яка обумовлюється втратою їх зовнішньої герметичності – 42%, відсутністю функціонування агрегату або його елементів – 13%, порушенням динамічної стійкості – 12%, порушенням і пошкодженням механічних елементів гідравлічної передачі – 10%, пошкодженням фільтрів – 4%[1,2,3,4].

Являється явним, що процес усунення відказів і відновлення роботоздатності агрегатів гідравлічної системи автомобіля-самоскида, супроводжується втратою робочої рідини через порушення герметичності агрегатів та в шлангових з’єднань і обумовлює в залежності від об’ємів витоків проводити її доливання.

В гідросистемах підйомних механізмів спеціалізованих автомобілів застосову-ються мінеральні мастила, які характеризуються значною токсичністю при їх експлуата-ції, вартістю, і як свіжі так і відпрацьовані є вагомим джерел екологічного забруднення.

В зв’язку з цим останнім часом розглядаються можливості альтернативного використання мастил рослинного походження, які характеризуються високою біорозкладністю (до 100%) і низькою токсичністю. Важливим фактором на користь застосування рослинних олій є також обмеженість ресурсів нафти [5,6].

Використання рослинних олій в гідравлічних системах є новим напрямком. При їх використанні головною умовою застосування є умова, що роботоздатність системи не погіршується, а швидкість зношування деталей не збільшується.

32


В роботі [6] автори розглядають можливість використання в гідросистемах сільськогосподарської техніки рослинного ріпакового мастила.

При цьому їхні дослідження в основному присвячені впливу різного роду факторів на зміну фізико-хімічних властивостей масла, пов’язаних з старінням ріпа-кового мастила.

При цьому в існуючих роботах не достатньо розглядаються питання експе-риментальних досліджень тріботехнічних властивостей поверхонь тертя при роботі на ріпаковому мастилі, що вказує на актуальність досліджень в даному напрямку.

Метою роботи є оцінка тріботехнічних властивостей пар тертя при роботі на ріпаковому мастилі для визначення придатності його застосування в якості аль-тернативного використання в гідросистемі підйомних механізмів спеціалізованих автомобілів.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:дослідити залежність коефіцієнта тертя від часу випробувань зразків пар

тертя на робочих рідинах: масло М-10-В2, ріпакове масло; експериментально оціни-ти швидкості абразивного зношування зразків на відповідних робочих рідинах.

Першим етапом дослідження була порівняльна оцінка трибологічних влас-тивостей ріпакового і мінеральних масел, яке проводилось на машині МТУ- 01 (ТУ 4271-001- 290346000) [7]. Метод випробувань заснований на взаємному переміщенні притиснутих один до одного із заданим зусиллям зразків у середовищі мастильних матеріалів. У якості досліджуваних робочих рідин використовувалися: М-10-В2; рі-пакове мастило.

Для дослідження процесу зношування деталей агрегатів гідравлічної систе-ми при використанні ріпакового мастила, як робочої рідини, були виготовлені верхні зразки з бронзи БрОЦС 5-5-5 твердістю 55 НВ і нижні зразки з легованої сталі 18 ХГТ із термообробкою до твердості 56...63 HRC. Вибрані матеріали застосовуються для виготовлення деталей качаючого вузла шестеренного насоса (платика-замикача – бронза БрОЦС 5-5-5, ведена та ведуча шестерні – легована сталь 18 ХГТ), які ліміту-ють ресурс насоса в умовах експлуатації.

Сумарний знос зразків і контрзразків по масі визначали зважуванням на ла-бораторних вагах з похибкою не більше 0,002 г.

Тривалість випробувань становила 120 хв. при частоті обертання 650 хв-1, і навантаженню 300 Н. Попередньо проводилося припрацювання зразків протя-гом 60 хв. Після проведення випробувань зразки ретельно промивали впродовж 15 хвилин у бензолі, висушували впродовж 40 хвилин в сушильній шафі при тем-пературі 60…70°С.

Швидкість зношування рухливого з’єднання визначали виходячи з формули [7]:

k зU UV

T+

= , (1)

де Uk– знос контртіла, мг;Uз- знос зразка, мг;Т – тривалість випробувань, год.Зносостійкість рухливого з’єднання розраховували за формулою [7]:

33


1UV

= , (2)

Результати дослідження коефіцієнта тертя на зразках, які виготовлені з матері-алів пари тертя «шестерня – торець платика» наведено в графічному вигляді на рис.1.

Детальний аналіз графіків показує, що характер зміни коефіцієнтів тертя за часом різний. На чистому ріпаковому мастилі на початковому етапі випробувань ко-ефіцієнт тертя значно нижче, чим при мінеральному мастилі, але надалі, на більш пізніх етапах випробувань їх величини майже співпадають. На маслі М-10-В2 кое-фіцієнт тертя наприкінці випробування був рівний 0,07, час стабілізації становить близько 90 хв. На ріпаковому мастилі коефіцієнт тертя за час випробування змінився з 0,05 до 0,07. Поступовий ріст коефіцієнта тертя для ріпакового мастила за часом свідчить про недостатню його стабільність (окислення масла) в умовах підвищених навантажень і температур, тобто в умовах, за якими працюють робочі рідини.

В цілому дослідження показали, що ріпакове мастило по своїх антифрикцій-них властивостях не тільки не уступає мінеральному маслу але навіть перевершує його, однак воно менш стабільне і значно окислюється в процесі роботи.

Висновок про кращі антифрикційні властивості ріпакового мастила підтвер-джується і результатами зношення зразків, які наведено на рис.2.

Рис.1 – Залежність коефіцієнта тертя від часу випробувань зразків пари тертя «шестерня – торець платика» на робочих рідинах: 1 – масло М-10-В2; 2 – ріпакове масло.

Рис. 2 – Зношування зразків пари тертя «шестерня – торець платика»:1 – ріпакове масло; 2 – масло М-10-В2.

34


Аналіз результатів досліджень показав, що зношування зразків пари тертя «шестерня – торець платика», на ріпаковому мастилі у порівнянні зі зношуванням на чистому маслі М-10-В2, за 120 хвилин на 30% менше. Це пояснюється тим, що до його складу входять поверхнево-активні й хімічно-активні речовини, які сприяють інтенсифікації процесу припрацювання робочих поверхонь зразків.

Проведені дослідження з використання ріпакового мастила, як альтерна-тивного, в якості робочої рідини для гідравлічної системи підйомних механізмів автомобілів-самоскидів дають можливість зробити наступні висновки:

1. Актуальність застосування ріпакового мастила в якості робочої рідини для гідравлічної системи підйомних механізмів автомобілів-самоскидів в замін міне-ральних масел обумовлюється тим, що останні виступають вагомим джерелом еколо-гічного забруднення, токсичністю при експлуатації, значною вартістю.

2. Характер зміни коефіцієнтів тертя за часом показав, що на чистому ріпаковому мастилі на початковому етапі випробувань коефіцієнт тертя значно нижче ніж на мінеральному мастилі, але на більш пізніх етапах випробувань їх величини майже співпадають. Поступовий ріст коефіцієнта тертя для ріпакового мастила за часом свідчить про недостатню його стабільність (окислення масла) в умовах підвищених навантажень і температур, тобто в умовах, за якими працю-ють робочі рідини.

3. Зменшення зношування зразків пари тертя «шестерня – торець плати-ка» на 30%, на ріпаковому мастилі у порівнянні зі зношуванням на маслі М-10-В2, за 120 хв. випробувань пояснюється тим, що до його складу входять поверхнево-активні й хімічно-активні речовини, які сприяють інтенсифікації процесу припра-цювання робочих поверхонь зразків.

4. Для реалізації ріпакового мастила в замін мінеральних мастил в гідрав-лічних системах підйомних механізмів автомобілів – самоскидів необхідне прове-дення додаткових експериментальних досліджень з визначення регламентованого ресурсу агрегатів, корозійної стійкості мастила, пожежної небезпеки та ін.

Література1. Вегера В. П. Исследование отказов агрегатов гидравлических передач навесных

механизмов тракторов [Текст] / В. П. Вегера, Л. П. Палиенко. – М.: Тр. ГОСНИ-ТИ, 1983. – Т. 68. – с. 100-109.

2. Волков Д. П. Надежность строительных машин и оборудования [Текст] / Д. П. Волков, С. Н. Николаев – М.: Высшая школа, 1979. – 400 с.

3. Дидур В. А. Эксплуатация гидроприводов сельскохозяйственных машин [Текст] / В. А. Дидур, Ю. С. Малый – М.: Россельхозиздат, 1982. – 127 с.

4. Руднев В. К. Продлить сроки службы рабочих жидкостей гидроприводов [Текст] / В.К. Руднев, Е.С. Венцель, И.Г. Панев, А. Б. Вайнштейн – Механизация строи-тельства. – 1988. – 11. – с.22.

5. Евдокимов А.Ю. Смазочные материалы на основе растительных и животных жи-ров [Текст] / А. Ю. Евдокимов, И. Г. Фукс, Л. Н. Багдасаров – М.: ЦНИИТЭИМС, 1992.-49 с.

6. Якименко В. В. Альтернативне використання рапсового мастила в якості робо-чої рідини для роздільно-агрегатної гідравлічної системи трактора /

35


7. В. В. Якименко, П.Т. Мельянцов // Zbior artykulow naukowych. «Inzynieria i technologia. Osiagniecia naukowe, rozwoj, propozicje na rok 2015». (30.12.2015 – 03.01.2016) – Warszawa, 2015 –S. 41-46.

8. Барышев В. И. Повышение надежности и долговечности гидросистем тракторов и дорожно-строительных машин в эксплуатации [Текст] / В. И. Барышев – Челя-бинск: Южно-Уральское кн. изд-во, -1973. – 130 с.

36


ПОД-СЕКЦИЯ 7. Ремонт и реконструкция.Монтов А. М.



Мельянцов П. Т. кандидат технічних наук, доцент,


Дніпропетровський державний аграрно-економічний

університет,

ОБГРУНТУВАННЯ ДОДАТКОВИХ ПОКАЗНИКІВ РЕМОНТНОПРИДАТНОСТІ НАСОСІВ МОДИФІКАЦІЇ НШ-К

ГІДРАВЛІЧНОЇ СИСТЕМИ ТРАКТОРА

Ключові слова: гідравлічна система, ремонтопридатність, насос, надійність.

Keywords: hydraulic system, repairability, pump, reliability.

Широке застосування в гідравлічних системах мобільних машин сільсько-господарського призначення знайшли насоси модифікації НШ-К, що обумовлюється їх експлуатаційною довговічністю.

Разом з тим аналіз літературних джерел показує, що близько 30 % всіх від-казів в гідросистемах припадає на вихід з ладу насосу [1,2,3,4].

Втрата роботоздатності насосу обумовлює значні матеріальні витрати пов’язані з простоюванням мобільної машини в очікуванні усунення несправності, та безпосередньо з затратами на відновлення роботоздатного стану гідравлічних на-сосів НШ-К, яке проводиться як правило на спеціалізованих підприємствах [4].

Являється явним, що зниження матеріальних витрат та трудомісткості робіт, пов’язаних з відновленням роботоздатності насосів буде обумовлюватися ремонто-придатністю гідроагрегатів, яка являється властивістю, що розглядається надійністю і виражається в пристосованості агрегату до відновлення справного стану, кількісно оцінюється трудомісткістю відновлення і визначається витратами праці і засобів для усунення відказу.

Питання ремонту гідравлічних насосів достатньо поглиблено розглянуті в ряді робіт [1,2,3,4]. Автори на основі показників безвідказності насосів в мовах екс-плуатації, та детального аналізу характеру та виду спрацювання деталей качаючих вузлів, розроблюють загальні технологічні процеси їх відновлення та ремонту насо-са в цілому. При цьому запропоновані способи відновлення деталей в першу чергу розроблюються з врахуванням характеру та виду їх спрацювання і не в повній мірі враховують ремонтну технологічність деталей насоса. В деякій мірі це пояснюється тим, що питання ремонтопридатності гідравлічних насосів модифікації НШ-К не до-

37


статньо розглянуті з точки зору визначення показників технологічності насосів при їх ремонті.

Метою роботи є – визначення оцінки додаткових показників ремонтопри-датності насосів модифікації НШ-К і обґрунтування заходів з впливу на них, для під-вищення ефективності технологічних процесів з їх ремонту.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі: роз-глянути додаткові показники технологічності насосу з врахуванням рівнів стратегії відновлення роботоздатності насосу; дати кількісну оцінку додатковим показникам ремонтопридатності насосів НШ-К.

В цілому показники технологічності гідравлічних насосів шестеренного типу при ремонті підрозділяються на оперативні та економічні.

До оперативних показників відносяться: середній час проведення і-го виду ремонту та ймовірність проведення -го виду ремонту в заданий час. До економіч-них показників: середня, сумарна і питома трудомісткість ремонту і середня, сумарна і питома вартість ремонту.

Водночас слід врахувати, що для відновлення роботоздатного стану гідрав-лічних насосів застосовуються наступні стратегії [2]:

1. Відновлення роботоздатності гідравлічного насосу виконується на об’єктах ремонтно-обслуговуючої бази першого рівня під керівництвом майстра наладчика; сюди відносяться роботи пов’язанні з заміною несправного насоса або усунення під-тікання робочої рідини з агрегату.

2. Відновлення роботоздатного стану гідравлічного насосу проводиться на спеціалізованому підприємстві третього рівня об’єктів ремонтно-обслуговуючої бази (застосовуються технології поточного і капітального ремонту при повному роз-биранні гідронасосу, виконання контрольно-регулювальних операцій, відновлення деталей, складання насоса, обкатка та випробування), ці роботи виконуються тільки на спеціалізованих ремонтних підприємствах кваліфікованим персоналом, що прой-шов спеціальну підготовку.

Являється явним, що технологічність проведення ремонту гідравлічно-го насосу буде залежить від забезпеченості доступності до основних деталей, та їх легкоз’ємності, які досягаються оптимальним розміщенням агрегатів на машині, та їх конструктивними особливостями.

Для першої стратегії більш інформативним показником буде коефіцієнт легкоз’ємності (КЛ), а для другої стратегії коефіцієнт доступності (КД), який буде вра-ховувати безпосередньо доступ до деталей спряжень, які обумовлюють втрату робо-тоздатного стану агрегату.

Коефіцієнт легкоз’ємності розраховується за виразом [5]:

1 дмЛ

дм

TKT∆

= − (1)

де (Тдм) – трудомісткість демонтажно-монтажних робіт при відновленні ро-ботоздатності насоса, люд.-год.;

∆Тдм – відхилення трудомісткості демонтажно-монтажних робіт при ремон-ту насоса в порівнянні з еталонними значеннями, люд-год.

38


Для визначення коефіцієнта легкоз’ємності для першої стратегії відновлення роботоздатності гідравлічного насоса були проведені експериментальні дослідження по визначенню показників трудомісткості при відновленні роботоздатності гідро-насоса безпосередньо на тракторі ЮМЗ-6АЛ. Результати спостережень наводяться в табл. 1.

Аналіз таблиці 1 показує, що усунення несправностей, пов’язаних безпо-середньо з заміною насоса або усунення його розгерметизації на тракторі не ви-зиває значних ускладнень при відновленні роботоздатності гідравлічної системи, що підтверджується достатньо високим показником коефіцієнта легкоз’ємності КЛ =0,65...0,75.

Для другої стратегії відновлення роботоздатного стану гідравлічних насосів ремонтна технологічність може бути оцінена коефіцієнтом доступності (КД), який буде враховувати безпосередньо доступ до деталей спряжень, які обумовлюють втра-ту роботоздатного стану агрегату. Його можна розрахувати за виразом [5]:

1

111 j

Дj

xK x−

= − (2)

де 1jx - сума всіх знятих деталей.

Не важко бачити, що даний коефіцієнт буде залежати від причини втрати роботоздатного стану агрегатом, яка буде обумовлювати об’єм розбиральних робіт при його відновленні.

Проведений аналіз технічного стану гідравлічних насосів, які поступають до ре-монту, показує, що близько 85% відмов припадає на качаючи вузли гідронасоса [2,3,4].

Отже для відновлення роботоздатності деталей спряжень качаючих вузлів гідронасоса необхідно провести повне їх розбирання. В процесі ремонту насосів мо-дифікації НШ-К основні роботи припадають на відновлення шестерень, шліфуван-ням робочих поверхонь під один із ремонтних розмірів, шліфування та притирання платиків-замикачів під ремонтний розмір, відновлення робочих поверхонь підтис-кної та підшипникової обойм.

Таблиця 1 Значення тривалості робіт при відновленні роботоздатності гідравлічного насосу на тракторі ЮМЗ-6АЛ для першої стратегії (за даними експериментальних досліджень)

Найменування виду робітТривалість робіт в хв. Значення коефіцієнта

легкоз’ємності, (КЛ)Тдм ∆Тдм1.Від’єднання гідравлічних рукавів від насосу2. Розбирання болтових з’єднань кріплення насосу3. Демонтаж насоса4. Усунення несправності насоса (заміна манжети)4. Монтаж насоса5. Болтове кріплення насоса6. Приєднання гідравлічних рукавів

11,5

12,42,4

18,22,312,511,8

3,2

3,60,6

5,30,83,83,4

0,72

0,710,75

0,710,650,700,71

39


Являється явним, що покращення показників технологічності при ремонті насосів модифікації НШ-К можливе за рахунок застосування спеціальних пристроїв, які будуть полегшувати фіксацію насоса при проведенні розбирально-складальних робіт, забезпечення механізації проведення розбирання різьбових з’єднань.

Для того, щоб добратися до платика-замикача качаючого вузла насоса необ-хідно зняти вісім деталей (втулка стопорна, болти кріплення кришки, кришка верхня, прокладка, качаючий вузол в складі, підтискна обойма, шестерня ведена, шестерня ведуча) за даними розробленої структурної схеми розбирання насоса модифікації НШ-К.

Тоді коефіцієнт доступності для платика-замикача складе:8 1

81 0,13ДK −= − =

Враховуючи те, що коефіцієнт доступності знаходиться в інтервалі 0 1ДK< ≤ , можна сказати, що платик-замикач належить до важко доступних деталей.

Для доступу до веденої і ведучої шестерень качаючого вузла необхідно зня-ти шість деталей. Коефіцієнт доступності для них складе 0,17ДK = і також вказує на складність доступу до шестерень. Коефіцієнт доступу до качаючого вузла насоса складе 0,25ДK = .

Таким чином аналіз ремонтної технологічності шестеренного насоса моди-фікації НШ-К показав, що коефіцієнт доступності до деталей в процесі ремонту зна-ходиться в інтервалі КД =1,13...0,25, що вказує на конструктивну складність для умов відновлення його роботоздатного складу.

Визначення коефіцієнта доступності до деталей при ремонті гідравлічних насосів НШ-К характеризує в основному конструктивні особливості агрегатів. Для отримання повної уяви про ремонтопридатність гідравлічних насосів НШ-К необ-хідно провести оцінку ремонтної технологічності ресурсолімітуючих деталей, яка формується на основі ймовірності появи наступних несумісних дій: деталь являється придатною без ремонту; деталь потребує ремонту; деталь непридатна.

Проведені дослідження з визначення показників технологічності насо-сів НШ-К при відновленні роботоздатного стану гідравлічної системи трактора, за рахунок усунення несправностей насоса, характеризуються в основному розгля-данням додаткових показників ремонтопридатності (коефіцієнтів доступності та легкоз’ємності), які частково характеризують пристосованість гідравлічної системи до відновлення роботоздатного стану, що не дає можливості в повній мірі розкрити ремонтопридатність насоса.

Разом з тим проведені дослідження з визначення додаткових показників ре-монтопридатності гідравлічних насосів НШ-К дають можливість зробити наступні висновки:

1. Усунення несправностей, пов’язаних безпосередньо з заміною насоса або усунення його розгерметизації на тракторі не визиває значних ускладнень при від-новленні роботоздатності гідравлічної системи, що підтверджується достатньо ви-соким показником коефіцієнта легкоз’ємності КЛ =0,65...0,75, який характеризує до-даткові показники ремонтопридатності гідравлічних насосів НШ-К.

2. Аналіз ремонтної технологічності шестеренного насоса модифікації НШ-К показав, що коефіцієнт доступності до деталей в процесі ремонту знаходиться в ін-

40


тервалі КД =0,13...0,25, що вказує на конструктивну складність для умов відновлення його роботоздатного стану на спеціалізованих ремонтних підприємствах.

3. Визначення коефіцієнта доступності до деталей при ремонті гідравлічних насосів НШ-К характеризує показує в основному вплив конструктивних особливос-тей гідронасосів на показники ремонтопридатності. Для отримання повної уяви про ремонтопридатність гідравлічних насосів НШ-К необхідно провести оцінку ремонт-ної технологічності ресурсолімітуючих деталей, яка формується на основі ймовір-ності появи наступних несумісних дій: деталь являється придатною без ремонту; де-таль потребує ремонту; деталь непридатна.

Література1. Агрегаты гидроприводов сельскохозяйственной техники. Технические требова-

ния на капитальный ремонт [Текст] / – М.: ГОСНИТИ, 1981 – 160 с.2. Ачкасов К. А. Справочник начинающего слесаря: Ремонт, регулирование приборов

системы питания и гидросистемы тракторов, автомобилей, комбайнов -2-е изд. пе-рер. и доп. [Текст] / К. А. Ачкасов, В. П. Вегера -М.: Агропромиздат, 1987.-352 с.

3. Баранник В. І. Теоретичні дослідження показників довговічності відремонтова-них насосів модифікації НШ-К / В. І. Баранник, П. Т. Мельянцов // Zbior raportow naukowych «Nauka I Utworzenie ХХI Stulecia: Teoria, Praktyka, Innowacje»– Opole: «Diamond trading tour», 2013 – Т.7 – С.54-58.

4. Черкун В. Е. Ремонт тракторных гидравлических систем 2-е изд., перер. и доп. [Текст] / В. Е. Черкун – М.: Колос, 1984. – 256 с.

5. Елизаветин М. А. Повышение надежности машин. [Текст] / М. А. Елизаветин – М., «Машиностроение», 1973 – 430 с.

41


ПОД-СЕКЦИЯ 7. Ремонт и реконструкция.Рахматулін А. А.



Мельянцов П. Т.доцент кафедри

«Надійність і ремонт машин» Дніпропетровський державний

аграрно-економічний університет,

ОБГРУНТУВАННЯ ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ ЗАХОДІВ З ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ РЕМОНТУ ДВИГУНІВ

Ключеві слова: двигун, надійність, технологія, якість ремонту, організація ремонту.

Keywords: motor, reliability, technology, quality repair, organization of repair.

Найбільш дорогим і трудомістким при ремонті будь-якої енергетичної уста-новки, яка використовується в сільському господарстві, є двигун внутрішнього зго-ряння. Сучасний ремонт двигунів внутрішнього згорання найчастіше здійснюється силами сільськогосподарських підприємств, що пов’язане з низьким рівнем розвитку технічного сервісу в агропромисловому комплексі [1,3].

Проведення ремонту за таких умов як правило не забезпечує якісного ремонту, ха-рактеризується високою собівартістю, в зв’язку з недостатньою кількістю основного облад-нання для виконання основних операцій технологічного процесу з ремонту двигунів, а також застосуванням не ефективних способів відновлення ресурсолімітуючих деталей [3,4,5].

Це підтверджується результатами дослідження в роботах [3,5]. Автори відміча-ють, що післяремонтний ресурс двигуна становить іноді всього 40 % від нормативного.

Вихід з ладу двигуна як правило обумовлює тривале простоювання мобіль-ної машини і значні матеріальні витрати. Уникнення даних матеріальних витрат можливе за рахунок впровадження передових технологічних процесів, які забезпе-чені основним обладнанням.

Для впровадження даного питання необхідне прийняття оптимальних ор-ганізаційно – технологічних рішень, які забезпечать якість ремонту двигуна та змен-шать собівартість.

Об’єктами дослідження був обраний двигун Д-240 та його модифікації, які установлюються на трактори марки МТЗ, та останнім часом на трактори марки ЮМЗ. Це обумовлено в першу чергу тим, що ці марки тракторів найпоширеніші в сільському господарстві України. На трактори цього класу доводиться більше 60 % механізованих робіт у сільському господарстві.

Метою роботи є – підвищення якості ремонту двигунів внутрішнього згоран-ня Д-240 і його модифікацій та зменшення собівартості, впровадженням ефективних організаційно-технологічних заходів на основі детального аналізу їх надійності.

42


Для вирішення даного питання необхідне рішення наступних задач: провести дослідження зношення поверхонь ресурсолімітуючих деталей; деталі, що підляга-ють відновленню, угрупувати їх за умовами роботи, сполученню дефектів, фізико-механічним властивостям поверхонь; розглянути організаційні заходи з удоскона-лення ремонту двигунів.

Детальний аналіз дослідження характеру та виду зношення деталей про-водився за відомими методиками при поступанні двигунів до ремонту. При надхо-дженні в капітальний ремонт двигуни очищалися в мийній машині й розбиралися на вузли й деталі, які повторно очищалися від забруднень. Після остаточного очищення в спеціалізованих контейнерах деталі подавалися на ділянку дефектування, де прово-дився мікрометраж робочих поверхонь за допомогою вимірювального інструмента. Результати мікрометражу заносилися в спеціально розроблені карти.

Отримані експериментальні дані являють собою значення інтенсивності зношування поверхонь деталей, що лімітують ресурс, при проведенні мікрометражу під час надходження двигуна в ремонт. Класифікація дефектів і зношень деталей дви-гунів Д-240 та його модифікацій наведена в таблиці 1.

Аналіз дефектів і зношень деталей, представлених в табл.1, показує, що 45,1 % становлять зношення деталей 0,01...0,1 мм, 43 % – 0,1...0,2 мм і 24,2 % – вище 0,2 мм.

На основі аналізу зношень деталей можна зробити висновок, що значна час-тина деталей з мінімальним спрацюванням 0,01...0,1 мм (45,1 %) та 0,1…0,2 мм (43 %) можуть бути відновлені, в залежності від конструктивних особливостей та умов ро-боти, способами ремонтних або вільних розмірів, що значно зменшить собівартість ремонту двигуна.

Деталі, які мають спрацювання більше від 0,2 мм (24,2 %) потребують, для відновлення геометричних розмірів та фізико-механічних властивостей робочих по-верхонь деталей, застосування способів нарощення зношених поверхонь з посліду-ючим механічним обробленням. Відновлення посадки деталей в спряженнях даним методом збільшує собівартість ремонту і буде впливати на якість ремонту та після-ремонтну довговічність відремонтованих двигунів.

Не менш важливим з точки зору підвищення якості ремонту та зниження собівартості ремонту являються організаційні заходи. До них можна віднести роз-рахунки основних показників організації виробничого процесу з ремонту двигунів – такт ремонту, фронт ремонту та час знаходження двигуна в ремонті. Визначення да-

Таблиця 1 Основні дефекти і зношення деталей двигуна Д-240 і його модифікацій

Група дефектуМісцезношування

Число дефектів при зношуванні, мм

0,01...0,1 0,1...0,2 Понад 0,2

всього % всього % всього %Механічні пошкодження отвір 32 23 22 15,7 2 1,4Пошкодження різьби вал 19 13,6 12 8,6 - -Зношення площина 10 7,2 9 6,4 31 22,2

Корозіяконусна і овальна поверхні

2 1,3 - - 1 0,6

Всього - 63 45,1 43 30,7 34 24,2

43


них показників виконується при технічному переозброєнні виробничого підрозділу або при проектуванні сервісних підприємств ремонту.

Для існуючих виробничих підрозділів сервісних підприємств з ремонту двигу-нів актуальним являється розроблення графіку вантажопотоку і проведення на основі нього технологічного планування відділення з забезпеченням робочих постів та місць основним обладнанням. Реалізація даного організаційного заходу дає можливість уникнути не ефективних переміщень вантажопотоків, що зменшить час знаходження двигуна в ремонті, собівартість ремонту та покращить умови праці робочих.

Проведені дослідження з обґрунтування організаційно-технологічних на-прямків підвищення якості ремонту двигунів та зменшення собівартості їх ремонту дають можливість зробити наступні висновки:

1. Аналіз технічного стану двигунів, які поступають до капітального ремонту, показав, що значна частина деталей має мінімальне спрацювання 0,01...0,1 мм (45,1 %) та 0,1…0,2 мм (43 %) і може бути відновлена, в залежності від конструктивних особливостей та умов роботи, способами ремонтних або вільних розмірів, що значно зменшить собівартість ремонту двигуна.

2. Деталі, які мають спрацювання більше від 0,2 мм (24,2 %) потребують, для відновлення геометричних розмірів та фізико-механічних властивостей робочих по-верхонь деталей, застосування способів нарощення зношених поверхонь з послідую-чим механічним обробленням, що збільшує собівартість ремонту і буде впливати на якість ремонту та післяремонтну довговічність відремонтованих двигунів.

3. Для існуючих виробничих підрозділів сервісних підприємств з ремонту дви-гунів актуальним являється розроблення графіку вантажопотоку і проведення на осно-ві нього технологічного планування відділення з забезпеченням робочих постів та місць основним обладнанням, що дасть можливість уникнути не ефективних переміщень ван-тажопотоків, зменшити час знаходження двигуна в ремонті та собівартість ремонту.

Література1. Алексеев В. П. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых

и комбинированных двигателей [Текст] / В. П. Алексеев, В. Ф. Воронин, А. В. Гре-хов и др. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990. – 288 с.

2. Стефановский Б. С. Теплонапряженность деталей быстроходных поршневых двигателей [Текст] / Б. С. Стефановський. – М.: Машиностроение, 1978.- 128с.

3. Аршинов В. Д. Ремонт двигателей ЯМЗ-240, ЯМЗ-240Н, ЯМЗ-240Б [Текст] / В. Д. Аршинов. – М.: Транспорт, 1978. – 310 с.

4. Артемьев Ю. Н. Качество ремонта и надежность машин в с/х. [Текст] / Ю. Н. Артемьев. – М.: Колос, 1991. – 239 с.

5. Храмцов Н. В. Надежность отремонтированных автотракторных двигателей [Текст] / Н. В. Храмцов – М.: Росагропромиздат, 1989. – 159 с.

44


ПОД-СЕКЦИЯ 7. Ремонт и реконструкция.Стародуб О. А.



Даниленко Т. В.аспірант кафедри


аграрно-економічний університет, Мельянцов П. Т.



ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЯКОСТІ РЕМОНТУ АКСІАЛЬНО-ПОРШНЕВИХ ГІДРОМАШИН ВПРОВАДЖЕННЯМ ТЕХНОЛОГІЇ ЇХ ПЕРЕДРЕМОНТНОГО

ДІАГНОСТУВАННЯ

Ключові слова: гідравлічна трансмісія, об’ємні втрати, передремонтне діа-гностування.

Keywords: hydraulic transmission, volumetric loss, peredremontne diagnosis.

Застосування гідрофікованих трансмісій в мобільних машинах сільськогос-подарського призначення обумовлюється рядом переваг в порівнянні з механічними трансмісіями. До однієї із них слід віднести високі показники експлуатаційної надій-ності вузлів та агрегатів гідравлічної трансмісії [1].

Водночас аналіз експлуатаційної надійності гідравлічних трансмісій показує, що їх надійність не відповідає вказаним показникам в технічних характеристиках та вимогах на експлуатацію. Це підтверджується статистичною оцінкою показників на-дійності в ряді робіт [1,4,5,6], яка показує, що близько 30% відмов припадає на вихід з ладу гідравлічної трансмісії.

В значній мірі такий стан справи обумовлюється тим, що існуючі система та засоби діагностування аксіально-поршневих гідромашин, які являються складовими гідравлічних трансмісій, не дають можливості отримати точну оцінку технічного ста-ну агрегатів. Це пов’язано з тим, що на сьогоднішній день не достатньо проведено до-сліджень з обґрунтування нормативних значень структурних параметрів технічного стану деталей качаючих вузлів аксіально-поршневих гідромашин, які в першу чергу обумовлюють втрату роботоздатності гідравлічної трансмісії [4].

Відновлення роботоздатного стану агрегатів гідравлічних трансмісій відбу-вається на спеціалізованих підприємствах з їх ремонту. Якість їх ремонту, як правило, не забезпечує 80 % післяремонтний ресурс, а вартість не відповідає трудовим затра-там із-за недосконалості технологічних процесів, які реалізуються на спеціалізованих

45


підприємствах. Це обумовлюється відсутністю обґрунтованих контролюючих пара-метрів технічного стану агрегатів та їх деталей при ремонті, що приводить до необ-ґрунтованих розбиральних робіт та зростання ймовірності пошкодження деталей, а також збільшення трудомісткості та собівартості ремонту [1].

Усунення вище вказаних недоліків можливе за умови застосування передре-монтного діагностування аксіально-поршневих гідромашин гідравлічних трансмісій, які поступають в ремонт. В даному випадку передремонтне діагностування можна роз-глядати як операцію вхідного контролю технічного стану гідравлічних агрегатів, які по-ступають до ремонту. Її реалізація дасть можливість визначити об’єми ремонтних дій в залежності від технічного стану гідроагрегатів, підвищити якість ремонту та знизити його собівартість.

Аналіз існуючих технологічних процесів ремонту агрегатів об’ємних гідрав-лічних трансмісій, показує, що на сьогоднішній день в них відсутні операції передре-монтного діагностування аксіально-поршневих гідромашин [2,3]. В деякій мірі це обу-мовлюється конструктивною складністю агрегатів, відсутністю ефективних способів проведення передремонтного діагностування та необхідних стендів та пристроїв.

В роботі [2] автори для перевірки внутрішньої герметичності об’ємного гід-роприводу з регульованим аксіально-поршневим насосом підключеним до аксіально-поршневого гідромотору по замкнутій схемі циркуляції, в процесі стендових випро-бувань, рекомендує вимірювати значення подачі при граничному і номінальному тисках робочої рідини і розраховувати її зменшення для більшого тиску.

До недоліків способу слід віднести те, що він дає інтегральну оцінку техніч-ного стану гідравлічної трансмісії і не дозволяє виявити, який із агрегатів, насос або мотор має збільшені об’ємні втрати через рухомі з’єднання деталей качаючих вузлів.

В роботі [3] автори рекомендують використовувати опресування з метою ви-значення технічного стану качаючих вузлів гідромашин по величині сумарних витрат робочої рідини із дренажних отворів корпусів аксіально-поршневих гідромашин. Спосіб характеризується тим, що робоча рідина під номінальним тиском підводиться одночасно до обох отворів (отвір магістралі високого і отвір магістралі низького тис-ку) агрегату, що перевіряється і на протязі шести десяти секунд вимірюються вито-ки рідини із дренажного отвору. До недоліків способу слід віднести відсутність дре-нажного тиску в корпусі гідроагрегату, що не забезпечує відповідного розташування поверхонь тертя основних деталей рухомих з’єднань качаючого вузла агрегату, який перевіряється в момент подання робочої рідини під номінальним тиском, що при-водить до зростання втрат робочої рідини і не відображає дійсної функціональної залежності між об’ємними витратами і технічним станом структурних параметрів деталей рухомих з’єднань качаючих вузлів.

Проведенні дослідження вказують на те, що операції передремонтного діа-гностування, які застосовуються в технологічних процесах, являються недостатньо ефективними та не охоплюють всі складові агрегатів гідравлічних трансмісій, що до-зволяє вказати на необхідність розробки ефективної технології передремонтного діа-гностування.

Метою роботи є – підвищення якості та зменшення собівартості ремонтуаксіально-поршневих гідроагрегатів гідравлічних трансмісій мобільних ма-

шин розробленням технології їх передремонтного діагностування.

46


Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі: роз-робити методику контролю внутрішньої герметичності аксіально-поршневих гідро-агрегатів, що надходять в ремонт; визначити статистичну оцінку технічного стану аксіально-поршневих гідромашин.

Розробка технології передремонтного діагностування буде формуватися на контролі внутрішньої та зовнішньої герметичності аксіально-поршневих гідрома-шин (НП-90, МП-90) гідростатичної трансмісії ГСТ-90, що надходять в ремонт.

Зовнішня герметичність гідроагрегатів розглядається в першу чергу, так як послідуючі операції алгоритму, які пов’язані з контролем внутрішньої герметичності, неможливі без забезпечення зовнішньої герметичності. Вона визначається в два ета-пи: візуально (контроль технічного стану торцевого ущільнення на наявність чітко виражених дефектів) та опресуванням агрегату стиснутим повітрям.

Після перевірки зовнішньої герметичності агрегати проходять перевір-ку на внутрішню герметичність, яка характеризує функціональну залежність між структурними параметрами качаючого вузла гідромашини та об’ємними втратами робочої рідини, які впливають на роботоздатний стан гідравлічної трансмісії і обу-мовлюють ресурсну відмову.

Для проведення контролю внутрішньої герметичності розроблено стенд, схема якого представлена на рис.1

Установка працює наступним чином. Електродвигун 1 приводить в дію

Рис. 1 – Гідравлічна схема установки для контролю внутрішньої герметичності аксіально-поршневих гідроагрегатів: 1 – електродвигун; 2 – основний насос; 3 – гідророзподільник; 4 – запобіжний клапан магістралі високого тиску; 5 – редукційний клапан дренажної магістралі; 6 – зворотній клапан дренажної магістралі; 7 – аксіально-поршневий гідроагрегат, технічний стан якого контролюється; 8 – редукційний клапан дренажної магістралі; 9 – лічильник рідини; 10 – бак гідравлічний; 11 – манометри; 12 – фільтр.

47


основний насос 2, який подає робочу рідину до гідророзподільника 3. При нейтральному положенні золотників секцій гідророзподільника 3 робоча рідина зливається до бака 10. Для перевірки агрегату 7 спочатку включають секцію гідророзподільника 3.1, яка подає робочу рідину до дренажної магістралі тиск в якій обмежується спрацюванням клапана 5 який відрегульовано на тиск 0,24ПаΡ = при цьому створюється замкнутий контур дренажної магістралі, який на вході забезпечується зворотнім клапаном 6 а на виході редукційним клапаном 8 тиск спрацювання якого

. 0,357р МПаΡ = . Після чого включають другу секцію гідророзподільника 3.2, яка розподіляє робочу рідину до основних отворів агрегату 7, який

контролюється манометром 11, під номінальним тиском 21,0н МПаΡ = , проводячи таким чином опресування основних деталей рухомих з’єднань качаючого вузла агрегату, перевіряючи їх стан за рахунок витоків робочої рідини через структурні зміни в деталях спряжень. Наявність витоків робочої рідини до корпусу гідроагрегату приводить до зростання тиску в дренажній магістралі і спрацювання редукційного клапана 8. Витоки через редукційний клапан 8 контролюються лічильником рідини 9 і вказують на технічний стан структурних параметрів деталей рухомих з’єднань качаючого вузла агрегату, що перевіряється і зливаються до баку 10.

Аксіально-поршневі гідромашини (НП-90, МП-90), які пройшли перевірку на зовнішню герметичність, установлюються на стенд і проходять випробування на внутрішню герметичність. Під час його проведення контролюються параметри технічного стану, які перевіряються при обкатці та випробуванню відремонтованих агрегатів [1,2].

Проведений контроль технічного стану аксіально-поршневих агрегатів на розробленій установці, показав, що близько 60 % агрегатів мають сумарні втрати ро-бочої рідини меншими від 3225 /Q см с= (рис.2), які в роботі [6] вказуються як гра-ничні.

Надходження аксіально-поршневих гідромашин гідростатичних трансмісій ГСТ-90 до ремонту з об’ємними витратами, які менше 3225 /Q см с= і не досягли гра-ничного стану, пояснюється не достатньо ефективною системою діагностування гі-дравлічних трансмісій в умовах експлуатації.

При цьому втрата роботоздатного стану агрегатів трансмісії та надходження їх до ремонту обумовлюється іншими причинами, до яких можна віднести: розрегулю-вання розподільника керування робочим об’ємом аксіально-поршневого гідронасо-

Рис. 2 – Відносні об’ємні витрати робочої рідини в гідроагрегатах (в відсотках від загальної кількості агрегатів) по результатам передремонтного діагностування

48


са; розрегулювання, зношення робочих елементів клапанно-розподільчастих пристроїв; зниження подачі насоса під-живлення. Їх відсоткова кількість наво-диться на рис.3.

Аналіз результатів передре-монтного діагностування аксіально-поршневих гідромашин, представлених на (рис. 3), показує, що близько 30 % агре-гатів потрапляють в ремонт через розре-гулювання клапанно-розподільчастих пристроїв (золотника розподільника керування робочим об’ємом, запобіж-них і перепускних клапанів клапанної коробки та насоса підживлення), втра-ти роботоздатності насосу підживлен-ня та інші.

Для таких випадків техноло-гія передремонтного діагностування передбачає проведення контрольно-регулювальних операцій окремо для розподільника керування робочим об’ємом, насоса підживлення, клапан-ної коробки та ін.

Таким чином реалізація технології передремонтного діагностування дозво-ляє відновити роботоздатний стан аксіально-поршневих гідромашин, які потра-пили до ремонту з незначними об’ємними втратами робочої рідини, проведенням контрольно-регулювальних операцій для клапанно-розподільчастих пристроїв, кіль-кість яких становить близько 30%, уникаючи не обґрунтованих розбирань, що значно зменшить їх собівартість ремонту та підвищить якість.

Проведені дослідження з забезпечення якості ремонту аксіально-поршневих гідромашин впровадженням технології їх передремонтного діагностування дозволя-ють зробити наступні висновки:

1. Розроблення ефективної технології передремонтного діагностування тех-нічного стану деталей качаючого вузла аксіально-поршневої гідромашини, на основі контролю їх внутрішньої герметичності, досягається тим, що до дренажного отвору корпусу агрегату, який перевіряється попередньо подається робоча рідина під тис-ком в інтервалі 0,24…0,357 МПа.

2. Створення дренажного тиску в корпусі гідроагрегату забезпечує необхідне розташування поверхонь тертя основних деталей рухомих з’єднань качаючого вузла агрегату в момент подання робочої рідини під номінальним тиском, що дає можливість більш точніше виявити функціональну залежність між об’ємними витратами і техніч-ним станом структурних параметрів деталей рухомих з’єднань качаючих вузлів.

3. Проведений контроль технічного стану ремонтного фонду агрегатів гідрав-лічної трансмісії ГСТ-90, з застосуванням розробленої технології передремонтного

Рис.3 – Відносна кількість відмов гідроагрегатів (в % до загального числа відмов): 1 – розрегулювання розподільника керування робочим об’ємом гідронасоса; 2 – розрегулювання, зношення робочих елементів клапанно-розподільчастих пристроїв; 3 – зниження подачі насоса підживлення до граничного значення.

49


діагностування, показав, що близько 60 % агрегатів мають об’ємні втрати робочої рі-дини, які не досягли граничного значення, що пояснюється не достатньо ефективною системою діагностування гідравлічних трансмісій в умовах експлуатації.

4. Реалізація технології передремонтного діагностування дозволяє віднови-ти роботоздатний стан аксіально-поршневих гідромашин, які потрапили до ремон-ту з незначними об’ємними втратами робочої рідини, проведенням контрольно-регулювальних операцій для клапанно-розподільчастих пристроїв, кількість яких становить близько 30%, уникаючи не обґрунтованих розбирань, що значно зменшить їх собівартість ремонту та підвищить якість.

5. Розроблені технологія та конструкція установки для проведення передре-монтного діагностування аксіально-поршневих агрегатів гідравлічних трансмісій ГСТ-90 можуть бути рекомендовані для спеціалізованих підприємств, які займають-ся їх ремонтом.

Література1. Мельянцов П. Т. Опыт ремонта гидропривода ГСТ-90 на ремонтных предпри-

ятиях [Текст] / П. Т. Мельянцов, Б. Г. Харченко, И. Г. Голубев. – М.: Госагропром СССР. АгроНИИТЭИИТО, 1989. – 42 с.

2. Гидропривод объемный ГСТ – 90. Руководство по текущему ремонту. – М.: ГОС-НИТИ, 1984. -120с.

3. Ачкасов К. А. Справочник молодого слесаря: регулирование приборов системы питания и гидросистемы тракторов и автомобилей, комбайнов [Текст] / К. А. Ачкасов, В. П. Вегера. – М.: Агропромиздат, 1987. – 352 с.

4. Шпорт В. Ю. Визначення технічного стану агрегатів гідравлічної трансмісії термодинамічним методом діагностування / В. Ю. Шпорт, П. Т. Мельянцов // Zbior artykulow naukowych. «Inzynieria i technologia. Osiagniecia naukowe, rozwoj, propozicje na rok 2015». (30.12.2015 – 03.01.2016) – Warszawa, 2015 – S. 36-40.

5. Дмитренко О. В. Технологія підвищення довговічності аксіально-поршневих агрегатів об’ємного гідроприводу / О. В. Дмитренко, П. Т. Мельянцов // Zbior artykulow naukowych. «Inzynieria i technologia. Osiagniecia naukowe, rozwoj, propozicje na rok 2015». (30.12.2015 – 03.01.2016) – Warszawa, 2015 – S. 47-50.

6. Форощук В. В. Вплив сумарних об’ємних втрат робочої рідини на роботоз-датність гідравлічного приводу трансмісії / В. В. Форощук, П. Т. Мельянцов // Zbior artykulow naukowych. «Inzynieria i technologia. Osiagniecia naukowe, rozwoj, propozicje na rok 2015». (30.12.2015 – 03.01.2016) – Warszawa, 2015 – S. 67-71.

50


ПОД-СЕКЦИЯ 7. Ремонт и реконструкция.Чегорка М. І.






ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ДЕТАЛЕЙ РОЗПОДІЛЬЧАТИХ МЕХАНІЗМІВ АКСІАЛЬНО-ПОРШНЕВИХ

ГІДРОМАШИН НА ОБ’ЄМНІ ВТРАТИ РОБОЧОЇ РІДИНИ В ГІДРАВЛІЧНІЙ ТРАНСМІСІЇ

Ключові слова: гідравлічна трансмісія, гідророзподільник, клапанна короб-ка, золотник, об’ємні втрати.

Keywords: hydraulic transmission, directional control valve, valve box, slide-valve, volumetric loss.

Серед сучасних тенденцій розвитку сільськогосподарської техніки чітко ви-діляється зростаюче використання спеціалізованих самохідних машин (головним чином зерно- і кормозбиральних комбайнів), оснащених агрегатами об’ємної гідро-трансмісії (ОГТ).

Найбільше поширення з застосовуваних об’ємних гідромашин одержали аксіально-плунжерні гідронасоси перемінної продуктивності й аксіально-плунжерні гідромотори постійної витрати. Цей клас машин вигідно відрізняється від раніше ви-користаних аксіально-поршневих, значною кількістю стандартизованих деталей, які випускаються фірмами «John Deer» (США), «Зауер» (ФРН), «Данфос» (Данія), ГСТ-90, ГСТ-112 «Гідросила» та ін.[2,3,4].

Аксіально-плунжерні агрегати (гідронасос, гідромотор), які входять до гідрав-лічної трансмісії ГСТ-90 включають в себе клапанно-розподільчаті вузли, які забезпе-чують розподілення потоків робочої рідини, перепускання її надлишків при певних тисках, запобігають перевантаженню гідравлічної системи в цілому та інше [3].

До розподільчатих пристроїв (вузлів), які передбачені конструкцією в гідрав-лічній трансмісії ГСТ-90, відносяться гідророзподільник керування робочим об’ємом та золотник клапанної коробки [2,3].

Функціональне призначення гідророзподільника – це керування робочим об’ємом аксіально-поршневого насосу. Зміна робочого об’єму агрегату відбуваєть-ся в результаті переміщення люльки качаючого вузла під дією тиску робочої ріди-ни, яка поступає до сервопоршнів, при переміщенні золотника гідророзподільни-ка. Крім того зміна напрямку переміщення золотника забезпечує реверсивний рух мобільної машини.

51


Зношення деталей в спряженні «золотник-отвір корпусу» гідророзподільни-ка обумовлює зростання зазору, а через нього витоки робочої рідини, які будуть впли-вати на швидкість переміщення сервопоршнів. В процесі роботи гідравлічної транс-місії дані об’ємні втрати компенсуються насосом підпитки аксіального-поршневого насосу і таким чином забезпечується роботоздатність гідравлічної трансмісії.

Не менш важливе значення для забезпечення роботоздатного стану гідрав-лічної трансмісії належить золотнику клапанної коробки. Він відокремлює зони ви-сокого та низького тиску за рахунок перепаду робочої рідини в магістралях в одному із напрямків в залежності від руху мобільної машини вперед або назад. При цьому в магістралі високого тиску при номінальному режимі роботи гідротрансмісії тиск до-рівнює 20,6 МПа, а в магістралі низького тиску він складає 1,02…1,16 МПа.

Числові значення тиску рідини по магістралям показують, що його перепад лежить в інтервалі 19,45…19,6 МПа (близько 20,0 МПа) для номінального режиму ро-боти трансмісії. А за умови збільшення навантаження на трансмісію перепад також буде більшим.

Отже золотник забезпечує герметичність магістралі високого тиску при відносних його значеннях. А це означає, що технічний стан деталей спряження «золотник – отвір коробки» в значній мірі буде обумовлювати герметичність між магістралями.

Збільшення зазору в даному спряженні приводить до об’ємних витрат робо-чої рідини, які будуть перетікати із магістралі високого тиску, що в кінцевому резуль-таті приводить до зменшення об’ємного коефіцієнта корисної дії трансмісії в цілому і з часом втрати її роботоздатності.

В роботі [2] автори розглядають методику перевірки функціонування золот-ника клапанної коробки, яка розглядає розрегулювання золотника та його вплив на роботоздатність трансмісії і практично не враховує функціональну залежність між зміною зазору в спряженні «золотник – отвір коробки» та об’ємними втратами ро-бочої рідини.

Проведений аналіз літературних джерел [2,3,5] показує, що питанням до-слідження зміни технічного стану деталей клапанно-розподільчастих механізмів аксіально-поршневих гідромашин і його впливу на роботоздатність трансмісії при-ділено не достатньо уваги. Автори в основному розглядають конструктивну призна-ченність клапанно-розподільчастих механізмів і не достатньо приділяють уваги їх експлуатаційній надійності.

Метою роботи є – дослідження впливу зміни структурних параметрів тех-нічного стану деталей розподільчатих механізмів аксіально-поршневих гідромашин на об’ємні втрати робочої рідини в гідравлічній трансмісії.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі: роз-глянути характер та вид зношення деталей спряжень розподільчатих механізмів; ана-літично розглянути функціональну залежність між зміною структурних параметрів технічного стану деталей в спряженні «золотник – отвір коробки» і об’ємними ви-тратами робочої рідини.

Визначення характеру та виду зношення золотника клапанної коробки та її отвору проводилося по результатам дефектації клапанних коробок, які поступали до ремонту. Результати їх технічного стану визначалися як на якісному так і на кількісному

52


рівнях, проведенням передремонтного діагностування, органолептичним оглядом робочих поверхонь тертя, мікрометражем деталей. При цьому застосовувалися відомі методики [1,2].

Детальний аналіз зношення деталей показує, що у золотника чітко проявляється гідроабразивне спрацювання, яке характеризується наявністю продольних рисок на циліндричній поверхні, напрямок яких співпадає з напрямком переміщення золотника. При цьому на поверхні золотника чітко можна розгледіти робочу поверхню, яка має більш світлий колір, який свідчить про спрацювання поверхні.

Крім гідроабразивного зношення на робочих поверхнях золотника мають місце задири і зношування, яке обумовлюється перекосом плунжера в отворі коробки, відсоток яких не перевищує 7%.

Таким чином по результатам контролю технічного стану деталей спряження «золотник – отвір коробки» ми можемо зробити висновок, що в умовах експлуатації зношення деталей в своїй більшості обумовлює параметричну відмову гідравлічної трансмісії за рахунок зростання об’ємних витрат робочої рідини.

Являється явним, що наступним етапом досліджень нас буде цікавити доля витрат робочої рідини, яка обумовлюється зношенням деталей спряження «золотник – отвір коробки».

Питання взаємозв’язку між зазором в золотникових парах і витратами робочої рідини достатньо розглянуто в ряді робіт [2,3,4,5].

В зв’язку з цим для визначення взаємозв’язку між зазором в спряженні «золотник-отвір коробки» і витоками робочої рідини застосовуємо вираз[5]:

3

12ук

DQl

π δν ρ

⋅ ⋅ ∆Ρ ⋅=

⋅ ⋅ ⋅ , (1)Де D – середній діаметр щілини;∆P – перепад тиску робочої рідини на розрахунковій дільниці;δ – номінальний зазор в спряженні;l – довжина дільниці, на якій визначаються витрати робочої рідини.

Таблиця 1 Значення розрахункових витрат робочої рідини, обумовлених зазором в спряженні «золотник – корпус клапанної коробки»

Значеннязазору δ , мкм

Витрати робочої рідини в см3/с для наступних значень ∆P

∆P = 3,5 МПа ∆P = 15,0 МПа ∆P = 21,0 МПа30 0,2 10-2 0,7 10-2 1,2 10-240 0,5 10-2 2,1 10-2 29 10-250 0,9 10-2 4,0 10-2 5,6 10-260 1,6 10-2 6,9 10-2 9,7 10-270 2,5 10-2 11,0 10-2 15,4 10-280 3,8 10-2 16,4 10-2 23,0 10-290 5,5 10-2 23,4 10-2 32,8 10-2

100 7,5 10-2 32,1 10-2 45,0 10-2

53


Розрахунок витрат робочої рідини в залежності від зазору в спряженні «зо-лотник – корпус коробки» проводився за наступними даними: діаметр спряження D= 0,02 ; зазор в спряженні δ =0....80.10–6 м ; довжина дільниці, на якій визначаються витрати робочої рідини l = 2.10–2 м; перепад тиску робочої рідини між магістраллю високого тиску і магістраллю низького тиску ∆P = 3,5; 0; 21,0.10–7 Н/м; щільність ро-бочої рідини ρ = 900 кг/м3; коефіцієнт кінематичної в’язкості υ = 12.10–6 м2/с.

Результати розрахунків наводяться в таблиці 1 і представлені графічно на рис. 1.

Аналіз результатів показує, що при перепаді тиску робочої рідини ∆P = 3,5 МПа витоки робочої рідини являються не значними, що обумовлюється пря-мопропорціальною залежністю. При перепаді тиску ∆P = 21,0 МПа витоки робочої рідини зростають і становлять 2 310( 45,0 / )у

кQ−= ⋅ см с при зазорі δ =100 мкм. Кількісно

дані об’ємні втрати робочої рідини не будуть значно впливати на роботоздатність гідравлічної трансмісії в цілому, так як в роботі [4] граничними вважаються об’ємні витоки робочої рідини, які дорівнюють 3( 225,0 / ) смQ с= . Отже для повного визна-чення впливу об’ємних втрат робочої рідини через зазор в спряженні «золотник – отвір коробки», на роботоздатність гідравлічної трансмісії, необхідні додаткові дані з динаміки зміни структурних параметрів деталей спряження в умовах експлуатації та максимальні значення зазорів, які можуть перевищувати δ =100 мкм і обумовлювати зовсім інші об’єми втрат робочої рідини.

Даний висновок підтверджується і графічним представленням розрахунко-вих витрат робочої рідини (рис.1).

Детальний аналіз графіків показує, що витоки робочої рідини через зазор починають різко збільшуватися при зазорі δ =80 мкм і при подальшому зростанні за-зору їх об’єм значно росте, на що вказує нахил кривих. Водночас даний об’єм витоків

Рис. 1 – Аналітична залежність втрат робочої рідини від радіального зазору в спряженні «золотник – корпус коробки»

54


робочої рідини, обумовлених вказаними зазорами, суттєво не впливає на зменшення об’ємного коефіцієнта корисної дії трансмісії.

Проведені дослідження впливу технічного стану деталей розподільчатих механізмів аксіально-поршневих гідромашин на об’ємні втрати робочої рідини в гі-дравлічній трансмісії дають можливість зробити наступний висновок:

1. Аналіз зношення деталей спряження «золотник – отвір коробки» пока-зує, що у золотника чітко проявляється гідроабразивне спрацювання, яке характе-ризується наявністю продольних рисок на циліндричній поверхні, напрямок яких співпадає з напрямком переміщення золотника. Крім гідроабразивного зношення на робочих поверхнях золотника мають місце задири і зношування, яке обумовлюється перекосом плунжера в отворі коробки, відсоток яких не перевищує 7%.

2. По результатам контролю технічного стану деталей спряження «золот-ник – отвір коробки» в умовах експлуатації, зношення деталей в своїй більшості обу-мовлює параметричну відмову гідравлічної трансмісії за рахунок зростання об’ємних витрат робочої рідини, і для контролю технічного стану деталей слід взяти зазор в спряженні.

3. Отримані розрахунки витоків робочої рідини показали, що при зазорі δ =100 мкм в спряженні «золотник – отвір коробки» витоки робочої рідини станов-лять 2 31045,0 /у

кQ см с−= ⋅ , які не будуть значно впливати на роботоздатність гідравліч-ної трансмісії в цілому.

4. Для повного визначення впливу об’ємних втрат робочої рідини через зазор в спряженні «золотник – отвір коробки», на роботоздатність гідравлічної трансмісії, необхідні додаткові дані з динаміки зміни структурних параметрів деталей спряжен-ня та максимальні значення зазорів, які можуть перевищувати δ =100 мкм і обумов-лювати зовсім інші об’ємні втрати робочої рідини.

Література1. Агрегаты гидроприводов сельскохозяйственной техники. Технические требова-

ния на капитальный ремонт [Текст] / – М.: ГОСНИТИ, 1981 – 160 с.2. Ачкасов К. А. Справочник начинающего слесаря: Ремонт, регулирование при-

боров системы питания и гидросистемы тракторов, автомобилей, комбайнов -2-е изд. перер. и доп. [Текст] / К. А. Ачкасов, В. П. Вегера -М.: Агропромиздат, 1987.-352 с.

3. Мельянцов П. Т. Опыт ремонта гидропривода ГСТ-90 на ремонтных предпри-ятиях [Текст] / П. Т. Мельянцов, Б. Г. Харченко, И. Г. Голубев. – М.: Госагропром СССР. АгроНИИТЭИИТО, 1989. – 42 с.

4. Форощук В. В. Вплив сумарних об’ємних втрат робочої рідини на роботоз-датність гідравлічного приводу трансмісії / В. В. Форощук, П. Т. Мельянцов // Zbior artykulow naukowych. «Inzynieria i technologia. Osiagniecia naukowe, rozwoj, propozicje na rok 2015». (30.12.2015 – 03.01.2016) – Warszawa, 2015 – S. 67-71.

5. Башта Т. М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем [Текст] / Т. М. Башта – М.: Машиностроение, 1974 – 606 с.

55


ПОД-СЕКЦИЯ 7. Ремонт и реконструкция.Шкурко І. В.






ВПЛИВ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ РОБОЧОЇ РІДИНИ НА НАДІЙНІСТЬ АГРЕГАТІВ ГІДРАВЛІЧНОЇ СИСТЕМИ ТРАКТОРА

Ключові слова: гідравлічна система, робоча рідина, гідроагрегати, техніч-ний стан.

Keywords: hydraulic system, working fluid, hydrounits, technical condition.

Роздільно-агрегатна гідравлічна система трактора призначена для забезпе-чення механізації окремих операція при проведення агротехнічних робіт, що значно підвищує продуктивність роботи та покращує умови праці робочих.

Водночас в умовах експлуатації ресурс гідравлічної системи трактора в зна-чній мірі характеризується технічним станом відповідальних агрегатів – гідронасоса, гідророзподільника, силових циліндрів [1].

На сьогоднішній день надійність гідравлічних агрегатів залишається недо-статньо високою. Наприклад, ресурс гідророзподільників Р-80 в експлуатаційних умовах у ряді випадків не досягає 2000 мото-год., при регламентному наробітку до граничного стану – 6000 – 8000 мото-год. [2].

Згідно з даними А. А. Комарова [3] розподіл несправностей найчастіше тра-пляються серед елементів гідравлічної системи наступним чином: насоси 1... 20 %; гідророзподільники 15... 30 %; силові циліндри 7... 9 %.

Вихід з ладу агрегатів гідравлічної системи трактора одночасно обумовлює і простоювання трактора, що приводить до значних матеріальних витрат.

Надійна робота гідросистем сільськогосподарських машин багато в чому за-лежить від технічного стану робочої рідини. До параметрів гідросистеми, які суттєво впливають на зміну фізико-хімічних властивостей робочої рідини відносять: сту-пінь аерації і вентиляції бака, температурний і силовий режим роботи гідросистеми. якість роботи системи очищення робочої рідини та ін..

Так дослідженнями В. Ю. Черкуна в роботі [1] установлено, що при виконанні сіль-ськогосподарських робіт на тракторах з начіпними, напівнавісними і причіпними гідрофі-кованими машинами через сапун у бак гідросистеми трактора надходить до 0,3-0,35 м3/год повітря, в 1 м3якого знаходиться від 0,16 до 160 г пилу ( залежно від умов роботи).

Забруднення робочої рідини абразивом вважають найбільш шкідливим яви-щем процесу експлуатації гідросистем сільськогосподарських тракторів.

56


Відомо, що абразивне зношування – це механічне зношування матеріалу в результаті ріжучої або дряпучої дії твердих тіл або твердих часток [1,2]. У роботі [3] автор відмічає, що в умовах абразивного зношування терміни служби машин скоро-чуються від 2 до 10 раз.

Разом з тим не дивлячись на достатній об’єм досліджень функціальної залеж-ності між технічним станом робочої рідини гідравлічної системи трактора і надійніс-тю гідравлічних агрегатів, розроблені способи і засоби очищення робочої рідини не завжди забезпечують її технічний стан в відповідності до технічних вимог, що вказує на необхідність більш детальних досліджень для розроблення більш ефективних спо-собів очищення робочої рідини.

Метою роботи є – дослідження впливу технічного стану робочої рідини гі-дравлічної системи трактора на експлуатаційну надійність гідравлічних агрегатів.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі: провести аналіз технічного стану робочої рідини гідравлічної системи трактора; визначити показники статистичної оцінки надійності агрегатів гідравлічної систе-ми трактора.

Для визначення механічних домішок в робочій рідині гідроприводу були ві-дібрані 25 проб робочої рідини з корпусів агрегатів перед їх розбиранням, котрі мали напрацювання від 10 до 2000 мото-годин.

Аналіз забрудненості робочої рідини проводився ваговим методом [4]. Масло відбиралося об’ємом не менше 0,250л і розміщувалося в герметично закритій ємкос-ті. Загальний вміст механічних домішок по масі визначався методом центрифугуван-ня. Попередньо проби зважувалися на аналітичних лабораторних вагах АВМ – 250 з точністю 0,0002г. Для прискорення центрифугування масло в пробах розбавлялося у відношенні 1:1 бензином Б – 70 (ГОСТ 1012 – 84).

Центрифугування осаду виконувалося за допомогою лабораторної центри-фуги ЦКЛ – 1 при частоті обертання ротора 25с-1. Після цього рідка суміш бензину з маслом зливається, а до осаду який залишився добавляється 5...8 г бензину. Отри-ману суміш знову центрифугують протягом 2 годин. Після чого отриманий осад ви-паровувався в печі і зважується на аналітичних вагах.

Процентний вміст механічних домішок визначається за формулою:

а вМс−

= , (1)

де М – вміст механічних домішок в нафтопродукті;а – вага пробірки з очищеним та доведеним до постійної ваги осадом;в – вага простої пробірки, доведеної до постійної ваги;с – навіска нафтопродукту.Аналіз забрудненості масел з використанням перерахованих засобів дає по-

хибку ±5% (нормаль Н8016-60 «Прискорений метод визначення механічних домішок та їх складових компонентів в нафтопродуктах»).

Розподілення частоти проб по складу механічних домішок показує, що за-брудненість масел коливається в широких значеннях при одному і тому ж напрацю-ванню у різних гідроагрегатів. Функціональну залежність зміни забруднення від на-працювання встановити не вдалося.

57


В наших дослідженнях мінімальний склад механічних домішок склав 0,006 % і максимально 0,11% по масі.

Математичне оброблення отриманих результатів показало, що розподілення проб по складу механічних домішок підпорядковується нормальному закону і може бути апроксимовано функцією:

2

2( 0,0395)2 0,02181( )

0,0218 2

x

x eφπ

−−

⋅= ⋅⋅ ⋅

, (2)

Відсутність функціональної залежності зміни забруднення рідини від наро-бітку свідчить про те, що на склад механічних домішок в мастилах здійснюють вплив слідуючи фактори: умови зберігання мастил; спосіб заправлення гідравлічних сис-тем; якість технічного обслуговування. Це підтверджується і результатами аналізу технічного стану мастил, котрі вказують, що склад механічних домішок по масі пере-вищує допустимі значення.

Зведені статистичні дані про відсотковий розподіл відмов основних елемен-тів гідравлічної системи трактора наводяться на рис. 1.

Детальний аналіз відмов гідравлічних агрегатів, представлених на рис.1., показує, що найбільша кількість відмов (37%) припадає на гідророзподільники, що обумовлюється прискореним зношенням його прецизійної пари «золотник-отвір корпусу» в результаті експлуатації на робочих рідинах, забруднених механічними до-мішками, кількість яких перевищує допустимі значення. Це підтверджується також виходом з ладу фільтруючих елементів, на долю яких припадає близько 27% відмов із-за прискореного їх забруднення, і вказує на розроблення більш ефективних методів і засобів очищення робочої рідини гідравлічної системи трактора.

Таким чином на основі результатів дослідження технічного стану робочої рідини гідравлічної системи трактора і його впливу на експлуатаційну надійність гід-роагрегатів можна зробити наступні висновки:

1. Склад механічних домішок по масі в робочих рідинах значно перевищує допустимі значення (0,007 %), що обумовлює прискорене зношення пар тертя агрега-

Рис. 1 – Відносна кількість відмов гідроагрегатів (у % до загального числа відмов).

58


тів і вказує на необхідність своєчасного проведення обслуговуючих робіт з елемента-ми ресурсного діагностування, що визначить оцінку технічного стану агрегатів при параметричній відмові.

2. Для більш повного використання ресурсу і технічних можливостей гідроа-грегатів необхідно підвищити контроль герметичності гідравлічної системи в умовах експлуатації та покращити умови зберігання робочої рідини та її заправки, з метою зниження в ній повітря та води, що в цілому формує початок зміни технічного стану рідини і зниження експлуатаційної надійності гідравлічної системи.

3. Кількісна оцінка показників надійності основних агрегатів гідравлічної системи трактора показує, що до основної причини, яка обумовлює втрату їх робо-тоздатного стану, слід віднести забрудненість робочої рідини механічними доміш-ками, кількість яких перевищує допустимі значення, що вказує на необхідність роз-роблення більш ефективних методів і засобів очищення робочої рідини гідравлічної системи трактора.

Література1. Черкун В. Е. Ремонт тракторных гидравлических систем [Текст] / В.Е. Черкун.

-М.:Колос.-1984.-253с.2. Дидур В. А. Эксплуатация гидроприводов сельскохозяйственных машин [Текст]

/ В. А. Дидур, Ю. С Малый. – М.: Россельхозиздат, 1982. – 127 с.3. Комаров А. А. Надежность гидравлических систем[Текст] / А. А. Комаров. – М.:

Машиностроение, 1969.-236 с.4. Барышев В. И. Повышение надежности и долговечности гидросистем тракторов

и дорожно-строительных машин в эксплуатации [Текст] / В. И.Барышев – Челя-бинск: Южно – Уральское книжное изд. – 1973. – 110 с.

59


ПОД-СЕКЦИЯ 8. Современные строительные технологии и материалы.Макаренко О.В.

кандидат технічних наук, доцент кафедри фізико-хімічної механіки та технології будівельних матеріалів і виробів.

Харківський національний університет будівництва та архітектури

(м. Харків, Україна)Першина Л.О.

кандидат технічних наук, доцент кафедри фізико-хімічної механіки та технології будівельних матеріалів і виробів.

Харківський національний університет будівництва та архітектури

(м. Харків, Україна)

ЕЛІТНІ ПОКРІВЕЛЬНІ ПОКРИТТЯ: АНАЛІЗ І ПЕРСПЕКТИВИ

У статті розглянуто елітну групу покрівельних матеріалів на сучасному українському будівельному ринку, охарактеризовано керамічну, композитну, ексклюзив-ну бітумну, мідну, цинк-титанову та сланцеву черепиці, виконано порівняльний аналіз переваг і недоліків, вартості та довговічності елітних покрівельних матеріалів.

Ключові слова: елітна покрівля, сланцева черепиця, мідна та цинк-титанова черепиці, ексклюзивна бітумна черепиця, керамічна черепиця, композитна черепи-ця, вартість, довговічність.

Keywords: elite roofing, slate tile, copper and titanium-zinc tiles, exclusive shin-gles, ceramic tile, composite tile, price, durability.

Дах, як верхня захисна конструкція будівлі, піддається впливу ряду факторів, а саме: атмосферних опадів, УФ-випромінювання, вітру, перепадів температури, механічних навантажень, хімічно активних речовин тощо [1]. Саме тому обґрунтоване обрання покрівельного покриття для скатного даху є визначальним для забезпечення умов довговічності, надійності й естетичності як покрівельної системи, так і споруди в цілому. Покрівельний матеріал має відповідати кліматичним особливостям даного регіону, навантаженням на покрівлю, нахилу її скатів, типу споруди та її архітектурному рішенню, умовам експлуатації покрівлі, задовольняти технічним вимогам щодо водонепроникності, міцності, морозостійкості, деформативності, теплостійкості, водопоглинання, гнучкості, крихкості, хімічної стійкості тощо, бути достатньо довговічним, естетичним і екологічним [2-4].

На сучасному українському будівельному ринку використовуються різнома-нітні покрівельні матеріали. Залежно від покрівельного покриття [1, 2] розрізняють декілька видів покрівель, а саме: черепичні, азбестоцементні, металеві, з хвилястих бі-тумінізованих покрівельних листів (єврошифер), сланцеві, з натуральних матеріалів, зі світлопрозорих покриттів. У сфері споживання покрівельних матеріалів найбільш затребуваними є: профнастил, азбестоцементний шифер, єврошифер, бітумна та ме-

60


талочерепиця, що пояснюється їхньою відносно невисокою ціною. Разом з тим, серед широкого асортименту покрівельних матеріалів особливе місце займає елітна група, орієнтована на комплектацію престижних об’єктів. Улаштування елітної покрівлі пе-редбачає використання найбільш якісних покрівельних матеріалів, точне дотримання всіх тонкощів технології, причому не тільки стосовно основного покрівельного матері-алу, але й щодо всіх компонентів покрівельної системи. Серед усіх видів покрівельних матеріалів даним вимогам найбільш відповідає група елітної продукції. Термін «елітна» означає краща, обрана продукція і застосовується для позначення продукції найвищої якості. Для потрапляння до категорії елітних, покрівельні матеріали мають відповіда-ти ряду вимог: мати високу якість, зберігати технічні і естетичні характеристики про-тягом тривалого періоду часу, мати тривалий термін експлуатації (не менше 50 років)

Рисунок 1 – Розподіл окремих видів елітних покрівельних матеріалів у загальному об’ємі елітних покриттів

Рисунок 2 – Фрагменти покрівель, виконаних із черепиці:а) керамічної; б) композитної; в) ексклюзивної бітумної; г) мідної;д) цинк-титанової; е) сланцевої

а) б) в)

г) д) е)

61


і відповідну ціну. Важливими також є екологічність, вишукана краса і неповторний стиль, респектабельність, незвичайність і відносно нечасте застосування, які дозволя-ють виділити будівлю серед типових навколишніх будівель [5].

На українському будівельному ринку статусу елітних відповідають такі дріб-ноштучні покрівельні покриття, як керамічна і композитна черепиці, мідна, цинк-титанова і сланцева черепиці, а також ексклюзивні серії бітумної черепиці та інші сучасні покриття, які за своїми технічними характеристиками перевершують тради-ційно використовувані покрівельні покриття [6, 7].

У структурі українського ринку покриттів для скатних покрівель елітні ма-теріали займають не більше 10% [5], оскільки елітність матеріалів передбачає їхню обмежену поширеність. Приблизний розподіл частки окремих видів елітних покрі-вельних матеріалів у загальному об’ємі елітних покриттів наведено на (рис.1).

Фрагменти і загальний вигляд покрівель, виконаних із елітних різновидів дрібноштучних покрівельних матеріалів, наведено на (рис.2) і (рис.3).

Керамічна черепиця – це натуральний покрівельний матеріал, який виготов-ляється з глини, води та інших компонентів і є одним з найдавніших видів покрівлі для даху, поряд з дерев’яною дранкою і сланцем. Готовий виріб – це плитка невели-кого розміру (від 30×30 см), що має вагу від двох кілограм. До переваг керамічної черепиці відносяться: екологічність, естетичність, міцність, висока тепло- і звукоізо-ляція, безшумність, стійкість до температурних коливань, агресивних середовищ, УФ-випромінювання, морозостійкість, негорючість і висока вогнестійкість, простота екс-плуатації і ремонту покрівлі, висока довговічність. Недоліками даного виду покрівлі є: велика маса, яка вимагає посилення кроквяної конструкції, крихкість, необхідність великого ухилу покрівлі, трудомісткість і дорожнеча монтажу, відносно висока ціна.

а) б) в)

г) д) е)

Рисунок 3 – Загальний вигляд покрівлі, виконаної із черепиці:а) керамічної; б) композитної; в) ексклюзивної бітумної; г) мідної;д) цинк-титанової; е) сланцевої

62


Композитна черепиця – це покрівельне покриття, яке є різновидом металоче-репиці і являє собою профільований сталевий лист, додатково захищений алюмоцин-ковим сплавом, розміром приблизно 1×0,5 м з мінеральним гранулятом в акриловому зв’язуючому на поверхні. Перевагами даного покрівельного покриття є: різноманітна колірна гама, естетичність, невелика вага, міцність, стійкість до температурних ко-ливань і цвітіння, непотрібність посилення кроквяної конструкції, легкість обробки та монтажу, пожежна безпека, відносно висока довговічність. Недоліки полягають у невисоких показниках звукоізоляції, необхідності спеціальних інструментів для об-робки, відносно високій ціні, яка є на порядок вищою ніж на металочерепицю.

Звичайна бітумна черепиця – це штучний покрівельний матеріал, виготов-лений на основі скловолокна або склотканини. Основа просочується з двох сторін гідроізоляційними шарами з окисленого або модифікованого бітуму, на верхню по-верхню наноситься шар кольорових кам’яних гранул, які виконують декоративну і захисну функції. До ексклюзивних серій бітумної черепиці належать різновиди бітум-ної черепиці з ламінованим покриттям; зі сланцевим покриттям; з покриттям, в яке впресований мідний або титан-цинковий шар тощо, що дозволяє підвищити її якість і довговічність. До переваг даного покрівельного матеріалу належать: різноманітна колірна гамма, невелика вага, міцність, висока тепло- і звукоізоляція, безшумність, легкість обробки, можливість покриття складних криволінійних форм даху, просто-та монтажу, низький відсоток відходів під час монтажу, простота ремонту покрівлі, відносно висока довговічність. Недоліками є: необхідність спорудження суцільного обрешетування, неекологічність, відносна пожежонебезпека, незручності під час екс-плуатації покрівлі, відносно висока ціна.

Мідні покрівлі є одними з найбільш давніх у будівництві. Старовинні євро-пейські будівлі, багатьом із яких понад 700 років, демонструють, що мідні покрівлі можуть служити кілька століть, не потребуючи капітального ремонту. Різновидами мідних покриттів є мідна металочерепиця, фальцева покрівля з міді, мідна гнучка черепиця. Унікальність міді полягає в тому, що спочатку покриття має червонувато-золотистий колір, потім бронзово-коричневий, який змінюється до матово-чорного, а через 15-30 років покрівля покривається благородною патиною (нальотом) малахітово-зеленого кольору. Такий наліт утворюється в результаті окислення міді і надає їй неповторної привабливості, а також служить захисним покриттям, яке оберігає метал від корозії. Перевагами мідної покрівлі є: естетична привабливість, екологічність, невелика вага, висока технологічність, міцність, пластичність, відсут-ність деформацій, негорючість, висока корозійна стійкість і стійкість до атмосфер-них впливів, мінімальний догляд у процесі експлуатації покрівлі, легкість ремонту з застосуванням пайки, висока довговічність. Недоліками є: неможливість з’єднання з іншими металами і висока ціна.

Цинк-титан – це сучасний матеріал для улаштування елітної стильної по-крівлі. Основою сплаву є цинк з доданням легувальних добавок титану, міді й алюмі-нію. Титан надає сплаву міцності і сприяє значному підвищенню корозійної стійкості покриття внаслідок утворення на його поверхні окисної плівки. Мідь і алюміній за-безпечують необхідну пластичність металу. Такий сплав володіє високими антико-розійними властивостями і подібно до міді під дією атмосферної вологи та кисню поступово покривається тонким нальотом патини – декоративним і захисним по-

63


криттям, яке захищає його практично від будь-яких зовнішніх впливів. Перевагами цинк-титанових покрівель є: естетичність, екологічність, висока пластичність, висо-ка корозійна стійкість, негорючість, мінімальний догляд у процесі експлуатації по-крівлі, легкість ремонту з застосуванням пайки, відносно висока довговічність. До недоліків таких покрівель належать: високий коефіцієнт лінійного розширення, для компенсації якого застосовуються спеціальні компенсатори різної конструкції, а та-кож висока ціна.

Покрівельний сланець – це натуральний природний камінь, який є міцним і довговічним. Покрівельні матеріали, виготовлені з даного каменю, використову-ються вже близько двох тисячоліть. Довговічність покрівельного сланцю наочно демонструють Лувр, Тауер, Букінгемський та інші палаци. В даний час у Західній Європі сланцеві покрівлі є дуже популярними і являються символом достатку і респектабельності. В Україні традиції використання сланцевих покрівель розви-нені слабко – лише в західній і центральній Україні, на південному ж сході вони практично не зустрічаються. Покрівельний сланець характеризується дрібною структурою, має мінімальну товщину шарів, забарвлений у чорний колір, темно-сірі тони нейтральних, синюватих, зеленуватих або червонуватих відтінків. Рід-ше зустрічається відносно світло-сірий, сіро-охристий або сіро-зелений сланець. Здатність сланцю легко розщеплюватися на окремі пластини (сланцюватість) стала причиною його популяризації як покрівельного, так і фасадного оздоблювального матеріалу. Покрівельний сланець являє собою плитки (черепиці), які можуть мати різну форму (ромбоподібну, квадратну, прямокутну, овальну й ін.), розміри (від 20×25 до 30×60 см), товщину (4-6 мм – клас «А» і до 12 мм – клас «В») і колірну

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6

мінімальний термінмаксимальний термін

Рисунок 4 – Довговічність елітних покрівельних матеріалів:1 – керамічна черепиця; 2 – композитна черепиця; 3 – ексклюзивна бітумна черепиця; 4 – цинк-титанова черепиця; 5 – мідна черепиця; 6 – сланцева черепиця

64


гаму. Перевагами покрівельного сланцю є: естетична привабливість, благородний зовнішній вигляд, збереження кольору, структури і характеристик протягом усього терміну експлуатації, екологічність, висока густина і твердість, висока міцність на згин, стійкість до механічних пошкоджень під час монтажу та експлуатації, висо-кий опір деформаціям, низьке водопоглинання, висока морозостійкість, стійкість до атмосферних впливів, до УФ-випромінювання, хімічна та корозійна стійкість, високі тепло- і звукоізоляційні характеристики, висока пожежостійкість і вогне-стійкість, здатність до самоочищення в процесі експлуатації, легкість обробки, висока довговічність. До недоліків відносяться: небагата палітра кольорів, певна нестабільність властивостей, пов’язана з природним характером матеріалу, висока вага, складність процесу укладання, необхідність кваліфікованого монтажу і залу-чення спеціалізованих покрівельників, висока ціна.

Порівняльний аналіз вартості та довговічності елітних покрівельних матері-алів наведено на (рис.4) і (рис.5) [8, 9].

Як показують дані, відображені на (рис.4) і (рис.5), покрівельний сланець ха-рактеризується найбільшою довговічністю порівняно з іншими елітними покрівель-ними матеріалами. Гарантійний термін експлуатації високоякісного покрівельного сланцю становить 150-200 років, однак його реальний термін експлуатації є значно довшим і перевищує 200 років. Подібним тривалим терміном експлуатації відрізня-ється також мідна черепиця, для якої гарантійний термін експлуатації становить 100-150 років, а реальний може досягати 400 років. Ціна 1 м2 сланцевої черепиці є значно вищою, ніж керамічної, композитної і ексклюзивної бітумної черепиць, довговічність яких є набагато коротшою. У той самий час, ціна 1 м2 сланцевої черепиці є нижчою або дорівнює ціні 1 м2 мідної і цинк-титанової черепиць, які характеризуються мен-шим гарантійним терміном експлуатації.

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

1 2 3 4 5 6

більш 2000 грн/кв.м1000-2000 грн/кв.м500-1000 грн/кв.мдо 500 грн/кв.м

Рисунок 5 – Діапазон цін для елітних покрівельних матеріалів:1 – керамічна черепиця; 2 – композитна черепиця; 3 – ексклюзивна бітумна черепиця; 4 – цинк-титанова черепиця; 5 – мідна черепиця; 6 – сланцева черепиця

65


Виконаний аналіз дозволяє стверджувати, що серед елітних покрівельних матеріалів найбільш якісними і довговічними є мідна та сланцева черепиці. Їхня ви-сока вартість окупається тривалим терміном експлуатації без витрат на обслугову-вання і ремонт покрівлі, а благородна краса, неповторний стиль, вишуканість, висока якість, екологічність та інші наведені раніше переваги даних елітних покрівельних матеріалів, зможуть стати вирішальними факторами під час обрання покриття для покрівлі.

Покращання економічної ситуації може посприяти більш значному поши-ренню елітних покрівельних матеріалів в Україні, що, зазвичай, використовуються під час реалізації проектів з будівництва індивідуальних котеджів, заміських будин-ків та інших об’єктів, які є відображенням високого соціального статусу і фінансо-вого стану їхніх власників. Саме від розвитку даного сектору будівництва залежить перспектива використання елітних покрівельних покриттів. Також більшому розпо-всюдженню елітних покрівельних покриттів в Україні може посприяти подолання проблем, пов’язаних із системою їхньої реалізації, з інформованістю замовників, з недостатньою кількістю висококваліфікованих покрівельників тощо.

ЛІТЕРАТУРА1. Панасюк М.В. Кровельные материалы. Практическое руководство. Характерис-

тики и технологии монтажа новейших гидроизоляционных, теплоизоляционных, пароизоляционных материалов. Ростов на Дону: Феникс, 2005. – 448 с.

2. Савельев А.А. Современные кровли. Устройство и монтаж. М.: Аделант, 2010. – 160 с.3. Мельников И.В. Кровельные и гидроизоляционные материалы. – ЛитРес, 2011. – 41 с.4. Макаренко О.В., Першина Л.О. Оцінка й урахування показників довговічності та

вартості під час вибору черепиці для покрівель. // Сборник научных статей «Наука вчера, сегодня, завтра». / Nauka wczoraj, dziś, jutro. – г. Варшава, 28.02.2016. – с.11-13.

5. Падалка Д. Покрытие для избранных. Элитные кровельные материалы на рынке Украины. // Строительный интернет-журнал «Строительство и реконструк-ция». 2010. 10 – Режим доступа: http://www.stroy-ua.net/ (Дата обращения: 27.12.2016).

6. Бойко Н. Элита на крыше. Обзор украинского рынка элитных кровельных матери-алов. // Строительный интернет-журнал «Строительство и реконструкция». 2011. 10. Режим доступа: http://www.stroy-ua.net/ (Дата обращения: 27.12.2016).

7. Элитные кровельные материалы. // Сайт компании «Токадо». Режим доступа: www.tokado.ua / (Дата обращения: 27.12.2016).

8. Всеукраинский торговый центр в интернете prom.ua. Режим доступа: http://www.prom.ua / (Дата обращения: 27.09.2016).

9. Всеукраинский каталог товаров и услуг в интернете Zakupka.com. Режим досту-па: http://www.zakupka.com. (Дата обращения: 27.12.2016).

66


ПОД- СЕКЦИЯ 11. Технологии продовольственных товаров.Болгова Н.В.

Доцент, кандидат сільськогосподарських наук,

Сумський національний агарний університет

ДЕЯКІ АСПЕКТИ В ТЕХНОЛОГІЇ КИСЛОМОЛОЧНИХ ПРОДУКТІВ

Ключові слова: кисломолочні продукти, функціональні продукти, пробіо-тичні продукти, технологія, безпечність, мікрофлора, сквашування.

Keywords: dairy products, functional foods, probiotic products, technology, safety, microflora fermentation.

Важливість для організму та користь вживання кисломолочних продуктів у 1970 році були описані І. І. Мечниковим. Він, досліджуючи чинники, що впливають на тривалість життя балканських селян, дійшов висновку, що це пов’язано з вживан-ням кисломолочних продуктів. Він також встанови, що молочнокислі бактерії при-гнічують гнилісну мікрофлору і позитивно впливають на організм в цілому, покра-щуючи його стан [9].

Однак перші згадки про вживання людиною кисломолочних продуктів від-носяться до VI ст. до н. е. Коли древні народи Індії, Риму, Греції, Закавказзя готували їх з коров’ячого або овечого молока. Кожен народ мав свої унікальні рецепти приго-тування сквашеного молока.

В Україні в середині XX ст. були широко поширені кефір, ацидофілін, кисле молоко, ряжанка, а з кінця – в раціон увійшли йогурти [15].

Відповідно до ДСТУ 2212:2003 «Молочна промисловість. Виробництво моло-ка та кисломолочних продуктів. Терміни та визначення понять.» кисломолочні про-дукти – це молочний продукт, який виробляють ферментацією молока або маслянки, вершків, сироватки, знежиреного молока спеціальними заквасками: лактобактеріями (ацидофільна, болгарська паличка), деяких біфідобактерій, термофільного (молочно-кислого) стрептокока, кефірних грибків, дріжджів. Готовий продукт в кінці терміну придатності повинен містити життєздатні клітини мікроорганізмів в кількості не меншій 106 колонієутворюючих одиниць в 1 г продукту (КУО/г) [4,13].

Для сквашування молока використовують гомо – або гетерогенні заквас-ки. Залежно від виду використаних культур кисломолочні продукти поділяються на продукти молочнокислого і змішаного (молочнокислого і спиртового) бродіння. У продуктах, отриманих шляхом молочнокислого бродіння (простокваша, ряжанка, ацидофілін, йогурт та ін), утворюється молочна кислота з наступною коагуляцією казеїну молока. Ці продукти мають досить щільний, однорідний згусток та кисломо-лочний смак, обумовлений накопиченням молочної кислоти.

В продуктах змішаного бродіння (кефір, кумис, айран та ін) поряд із молоч-ною кислотою утворюються етиловий спирт і вуглекислий газ. Ніжний згусток цих продуктів легко розбивається при струшуванні, завдяки чому вони мають однорідну рідку консистенцію [12].

67


Обумовлений процес сквашування молока дією наступних двох фермен-тів: β-галактозидази та лактатдегідрогенази. Перший фермент частково гідролізує лактозу до глюкози та галактози. Другий – відновлює піровиноградну кислоту, що утворюється під час гліколізу, до молочної кислоти, яка призводить до зниження рН продукту, коагуляції білка і утворення згустку. Частковий протеоліз молочних білків сприяє появі в готовому продукті пептидів з різними біологічними властивостями та деякою деструкцію. Поліпептиди молочних білків характеризуються антимікробною активністю. Одночасно ферментація молока збільшує вміст у продуктах деяких ві-тамінів (В9 і РР) [6,10,16].

Отже, унікальні властивості кисломолочних продуктів забезпечуються спе-ціальним підбором мікроорганізмів, а також їх метаболітами, що накопичуються в процесі молочнокислого бродіння.

В зв’язку з цим, при виробництві кисломолочних продуктів велику увагу приділяють вибору і селекції заквасок та заквашувальних культу. Обов’язково вра-ховують їх безпеку, біологічні властивості та збереження живих корисних мікроор-ганізмів.

В процесі виробництва кисломолочних продуктів і з точки зору безпечності продукту мікроорганізми мають бути корисними для людини, не патогенними, не токсичними, з точки зору біологічних властивостей – стійкими до низьких значень рН, антибіотиків, здатність утворювати корисні метаболіти, а з точки зору техноло-гічного процесу – забезпечувати швидкість сквашування, регулуєме кислотоутворен-ня, гомогенність згустку, характерні органолептичні показники, збереженість живих кисломолочних мікроорганізмів не менше 107 КУО/г в кінці трока зберігання.

Кисломолочні продукти набули широкого використання у харчування дітей. В залежності від консистенції вони бувають: рідкі, пастоподібні, сухі адаптовані кис-ломолочні суміші [5,14].

Кисломолочні продукти відносять до функціональних, оскільки вони пози-тивно впливають на одну або кілька функцій організму людини. Це, в свою чергу, сприяє поліпшенню стану здоров’я та знижує ризик розвитку різних захворювань. Функціональні властивості кисломолочних продуктів забезпечуються не лише вне-сеними мікроорганізмами, а й на новими властивостями продукту в процесі молоч-нокислого бродіння. Такі продукти мають високу біологічну цінність, є важливим джерелом легкозасвоюваних білків, що містить всі незамінні амінокислоти, а також кальцію та вітамінів [1].

Основними властивостями функціональних кисломолочних продуктів є нормалізація кишкової мікрофлори, вплив на секреторну функцію травних залоз і перистальтику кишечнику. Такий продукт пригнічує ріст патогенної, гнильної і газо-утворюючої флори, стимулюючи зростання нормальної флори, покращується всмок-тування кальцію, фосфору, магнію і заліза [7,13].

Сьогодні кисломолочні продути стали основою для, так званих, пробіотич-них продуктів. Пробіотики – живі мікроорганізми, представники нормальної мікро-флори шлунково-кишкового тракту людини, які при вживанні в їжу позитивно впли-вають на стан здоров’я [2,21].

Ключовими вимогами міжнародних експертів ФАО/ВОЗ і нормативними до-кументами України є: використання штамів мікроорганізмів, виділених у людини;

68


відсутність патогенності, токсичності і побічних реакцій; антибіотикостійкість; ви-сокі зв’язуючі; стабільність генетичного коду [3,19,20].

Відповідно до наведених вимог, про біотичні штами мають: позитивно діяти на макроорганізм; залишатися життєздатними і стабільними в процесі зберігання як до, так і при безпосередньому вживанні в їжу; обов’язково мати можливість зберіга-тися в травному тракті до досягнення максимальної позитивної дії [22].

Дослідження, що були направлені підтвердження безпечності продуктів з живими мікроорганізми, дозволили сформувати таке поняття, як GRAS (generally recognised as safe). Це одна з найважливіших характеристик при відборі штаму для виробництва продуктів з пробіотичними властивостями [23].

З’ясовано, що кисломолочні пробіотичні продукти в залежності від виду про біотичної культури по-різному впливають на організм людини [7,24].

Сприятливий функціональний вплив пробіотичних продуктів на організм став підставою для їх широкого використання в харчуванні дорослих і дітей. На українському ринку кисломолочних продуктів представлено широкий асортимент продуктів, які містять різні пробіотичні штами біфідобактерій або лактобацил.

Незважаючи на подібність пробіотичних і кисломолочних продуктів, між ними необхідно проводити певну межу.

Зауважимо, що не всі кисломолочні продукти (кефір) є пробіотичними і, на-впаки, не всі пробіотичні можуть бути кисломолочними (сухі дитячі молочні сумі-ші). Основною відмінністю є низьке значення рН і кислий смак для кисломолочних продуктів і не є обов’язковим для пробіотичних.

Експерти ФАО/ВОЗ зазначають, що позитивні ефекти, які проявляє один штам пробіотичних бактерій, не можуть бути механічно перенесені на інші штами [24]. Також, на пробіотичні продукти механічно не поширюються властивості куль-тур пробіотиків, які встановлені in vitro. Тому, для кожного виду продукту, який міс-тить пробіотичні штами бактерій і використовується в харчуванні, особливо дітей, повинні бути встановлені ефективність і безпечність [8].

Важливою відмінністю адаптованих кисломолочних сумішей від неадапто-ваних продуктів є їх невисока кислотність (50-60 порівняно з 65-110°Т).

Адаптовані кисломолочні суміші можуть вводитися у харчування дітей з пер-ших місяців життя як основного продукту харчування. Неадаптовані кисломолочні напої (дитячі йогурти, кефір, біо-кефір, бификефир) містять високий рівень білка, мають високу кислотність, осмолярність та потенційну водно-сольове навантаження на нирки, містять недостатню кількість есенціальних мікронутрієнтів. Їх признача-ють дітям не раніше досягнення віку 8 міс у кількості, що не перевищує 200 мл/добу.

Останнім часом в дитячому харчуванні широко використовують йогурти. Відповідно до нормативної документації йогурт – це кисломолочний продукт з під-вищеним вмістом сухих знежирених речовин молока, виготовлений із використан-ням суміші заквашувальних мікроорганізмів (термофільних молочнокислих стреп-тококів і болгарської молочнокислої палички) [4].

Така заквашувальна суміш для йогурту має високу ферментативну актив-ність та надає продукту виражені функціональні властивості: молочний білок част-ково розщеплюється до пептидів і вільних амінокислот, знижуються алергенні влас-тивості молочного білка [18,25].

69


В процесі сквашування зазнає істотних змін і вуглеводний компонент. Лактоза частково розщеплюється і використовується, як джерело енергії для росту молочнокис-лих бактерій. Вважається, що зниження вмісту лактози пов’язано з бактеріальною лакта-зою, яку продукують молочнокислі бактерії закваски. Знижений вміст лактози в йогуртах рекомендується використовувати в їжу людям з частковою лактазною недостатністю.

Також, в процесі молочнокислого бродіння йогурт є хорошим джерелом син-тезованих вітамінів групи В та кальцію, який знаходиться в оптимальному співвід-ношенні з фосфором. В кислому середовищі кальцій переходить в іонізовану фор-му, що покращує його всмоктування і позитивно впливає на формування кісткової тканини (профілактика рахіту і остеопорозу). Молочна кислота є одним із важливих компонентів йогурту та проявляє бактерицидні властивості, позитивно впливаючи на склад кишкової мікрофлори.

Досліджуючи ефективність застосування в дитячому харчуванні звичайної молочної суміші та ферментованої L. bulgaricus і S. Thermophilus, дійшли висновку про позитивні зміни в роботі кишково-шлункового тракту [17].

Аналогічні дослідження були проведені із введенням в раціон йогурту, рН якого становив 4,7. На їх підставі зроблено висновок, який підтверджує ефективність заміни молока на йогурт. Введення даного продукту в раціон, дозволяє не лише нор-малізувати мікрофлору кишково-шлункового тракту, а й перистальтику кишечнику.

Отже, завдяки своїм властивостям кисломолочні продукти широко застосову-ють в харчуванні дорослих і дітей. Вони виступають важливим джерелом легкозасвою-ваних білків, вітамінів, кальцію. Вживання кисломолочних продуктів позитивно впли-ває на роботу імунної системи, мікрофлору та перистальтику кишково-шлункового тракту, збуджує апетит, підвищує біодоступність мікронутрієнтів. Своєчасним на-прямком функціонального харчування є збагачення кисломолочних продуктів про-біотичними культурами. Застосування пробіотиків покращує мікрофлору кишечнику шляхом збільшення кількості біфідобактерій та лактобактерій, зменшенням кількість кишкової палички зі зміненими властивостями та вмісту умовно-патогенної флори. Доведено, що продукти з пробіотичними властивостями є не лише безпечними, а й ефективними для профілактики та лікуванні різних захворювань.

Література.1. Бережний В. В. Використання кисломолочних продуктів функціонального хар-

чування у практиці лікарів-педіатрів та лікарів загальної практики – сімейних лікарів / Бережний В.В., Дрох Г.В., Бондарець Ю.І. // Современная педиатрия. – Київ. – 2015. – N 8. – С. 82 – 87.

2. Болгова Н. В. Підходи до створення функціональних молочних продуктів [Елек-тронний ресурс] / Н. В. Болгова // Технологии ХХІ века: сб. тезисов по матер. XXI Междунар. науч. конф., (8-10 сентября 2015 г.). – Глухов, 2015. – Ч. 1. – С. 27-28.

3. Дідух Н. А. Заквашувальні композиції для виробництва молочних продуктів функціонального призначення./Н.А. Дідух, О.П. Чагаровський, Т.А. Лисогор; Одеськ.нац.академія харч.технологій – Одеса: «Поліграф», 2008. – 234 с.

4. ДСТУ 2212:2003 Молочна промисловість. Виробництво молока та кисломолоч-них продуктів. Терміни та визначення понять. – Введ. 26-12-2003. – К.: Держспо-живстандарт України, 2004. – 22с.

70


5. Закон України «Про дитяче харчування» 142-V від 14.09.2006 р. // Відомості Верховної Ради України. 2006. 44. Ст. 433.

6. Кисломолочні напої з наповнювачем з пророщеного жита / С. І. Усатюк, Т. А. Королюк, А. В. Вознюк, Г. Л. Демчина, Л. В. Цабілева // Харчова промисло-вість. – К.:НУХТ, 2012. – Вип. 13. – С. 28 – 30.

7. Кітченко Л. М. Функціональні кисломолочні продукти покращать здоров’я спо-живача / Кітченко Л.М.// Вісник Сумського національного аграрного універси-тету, Серія «Тваринництво». – Вип. 2/1 (24). – 2014. – С. 148 – 152.

8. Кузнецов, В.В. Справочник технолога молочного производства. Технология детских молочных продуктов [Teкст] / В.В. Кузнецов, Н.Н. Липатова. – Санкт-Петербург: ГИОРД, 2005 г. – 525 с.

9. Мечников И. И. Этюды оптимизма./ Мечников И. И. – М.: Наука. – 1964. – 340 с.10. Мікробіологія молока і молочних продуктів з основами ветеринарно-санітарної

експертизи: навч. посібник / О. М. Бергілевич [та ін.] ; ред. В. В. Касянчук. – Суми: Університетська книга, 2010. – 320 с.

11. Продукты с пробиотиками – важное составляющее функционального питания./ Кожевникова Е. Н., Усенко Д. В. Николаева С.В., Елезова Л. И. // Педиатрия. – 2012. – Т91. – 4. – С. 72–78.

12. Технология молока и молочных продуктов / Твердохлеб Г. В., Диланян З. Х., Чекулаева Л. В. и др. – М.: Агропромиздат, 1991. – 463 с.

13. Технология молока и молочных продуктов /Г.Н. Крусь, А.Г. Храмцов, З.В. Воло-китина и др. Под ред. Шалыгиной – М.: Колосс – 2006. – 455 с.

14. Чазов Є. В. Дослідження ринку дитячого харчування України / Є. В. Чазов. // Глобальні та національні проблеми економіки: Електронне фахове наукове ви-дання. – Миколаїв, 2015. – 8. – С. 664 – 667.

15. Шалигина А.М. Загальна технологія молока та молочних продуктів. / Шалигина А.М., Калініна Л. В. – М.: Колосс. – 2007. – 199 с.

16. Щербак О. Йогурт: смачно, корисно, поживно / Щербак О.// Продукты и ингредиенты. 2010. – 5. – С. 61-62.

17. Effect of feeding yogurt versus milk in children with acute diarrhea and carbohydrate malabsorption. / Boudraa G., Benbouabdellah M., Hachelaf W., Boisset M., Desjeux J. F., Touhami M. //J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. – 2001. – 33 (3). – Р. 307 – 313.

18. Effect of milks inoculated with Lactobacillus acidophilus or a yogurt starter culture in lactose-maldigesting children. / Montes R. G., Bayless T. M., Saavedra J. M., Perman J. A.// J. Dairy Sci. – 1995. – 78 (8). – Р. 1657 – 1664.

19. FAO/WHO. Health and nutritional properties of probiotics in food including powder milk with live lactic acid bacteria. In: Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation on Evaluation of Health and Nutritional Properties of Probiotics in Food including Powder Milk with Live Lactic Acid Bacteria. – Córdoba, Argentina, WHO, Geneva, Switzerland. – 2001. – Р. 1–34.

20. Functional dairy products:Edited by Tiina Mattila-Sandholm and Maria Saarela./ Published by Woodhead Publishing Limited, Abington Hall, Abington Cambridge CB1 6AH, England, 2003. – 395 р.

21. Guarner F. Probiotics. / Guarner F., Schaafsma G. J.// Ind. J. Food Microbiol. – 1998. –

71


39. – Р. 237–238.22. Henry, C. J. Functional foods [Text] / C. J. Henry // European Journal of Clinical

Nutrition. – 2010. – 64 – Р. 657–659.23. Joint FAO/WHO Working Group Report on Drafting Guidelines for the Evaluation of

Probiotics in Food. London, Ontario, Canada, 2002. – 11 p.24. Szajewska H. Probiotics in the treatment and prevention of acute infectious diarrhea

in infants and children: a systematic review of published randomized, double-blind, placebo controlled trials. / Szajewska H., Mrukowicz J. // J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. – 2001. – 33. – Р. 17 – 25.

25. Tamime A. Y. Fermented milks: a historical food with modern applications – a review. / Tamime A. Y. // Eur. J. Clin. Nutr. – 2002. – 56 (Suppl. 4). – Р. 2–15.

72


ПОД- СЕКЦИЯ 6. Математика. Тугузбаева Анжелика Рафаиловна

Студентка 4 курса Научный руководитель:

Сабитова Юлия Камильевна Стерлитамакский филиал

Башкирского Государственного Университета

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ КОШИ ДЛЯ УРАВНЕНИЯ ГИПЕРБОЛИЧЕСКОГО ТИПА МЕТОДОМ ХАРАКТЕРИСТИК

Ключевые слова: дифференциальное уравнение, задача Коши, уравнение струны, уравнение гиперболического типа, метод характеристик.

Многие задачи физики, в частности механики, приводят к исследованию дифференциальных уравнений в частных производных второго порядка. Напри-мер, при изучении различных видов волн: звуковых, электромагнитных и других колебательных явлений приходят к волновому уравнению

где скорость распространения волны в данной среде [1].В одномерном случае рассмотрим уравнение струны [2]

(1)Задача Коши: Найти решение уравнения (1), удовлетворяющее

начальным условиям:

(2)

(3)где .Приведем уравнение (1) к каноническому виду. Для этого составим уравне-

ние характеристик

где Вычислим дискриминант:

так как по условию задачи, то уравнение (1) является уравнением гипер-болического типа. Следовательно, оно имеет два семейства различных вещественных характеристик.

Найдем общие интегралы уравнений характеристик:

73


Проинтегрируем

(4)

Прямые, заданные уравнениями (4), представляют с собой два семейства вещественных характеристик уравнений струны. Введем новые переменные

, .Вычислим производные функции u по новым переменным ξ и

η, применяя теоремы о дифференцировании сложной функции [1]:

=

Подставляя найденные производные в уравнение (1), получим:

Общее решение уравнения гиперболического типа в характеристических ко-ординатах имеет вид:

(5)Чтобы найти общее решение уравнения (1) в прямолинейных координатах в

выше написанной формуле (5) перейдем к старым переменным x и y:

74


Производная по переменной y имеет вид:

Для нахождения неизвестных функций f и g получим систему уравнений:

Введем обозначение

После замены получим систему

Из второго уравнения

Подставим в первое уравнение

Далее найдем

Подставляя найденные функции в общее уравнение, получим:

Таким образом, уравнение (1) имеет решение:

(6)

75


Проверим начальные условия задачи (2) и (3). В формуле (6) положим тогда будем иметь

следовательно, условие (2) выполнено. Проверим условие (3). Для этого най-дем производную по переменной от функции (6):

Отсюда при y=0 будем иметь

таким образом, условие (3) также выполнено. Тем самым, существование ре-шения задачи Коши для уравнения струны обосновано.

Список литературы:1. Сабитов К.Б. Уравнения математической физики: Учеб. пособие для вузов. –

М.: Высш. шк., 2003. – 255 с.2. Сабитова Ю.К. Уравнения математической физики/ Учеб. – метод. пособие. –

Стерлитамак: Стерлитамакский филиал БашГУ, 2014. – 91с.

76


ПОД- СЕКЦИЯ 7. Механика.ыSteblyanko Pavel

Professor, Doctor of science, Dnipro State Technical University,

Kamenskoe, Ukraine;Domichev Konstantin

Ph.D.Private higher education institution

“European University” Cherkassy, Ukraine

METHOD OF SPLITTING NONSTATIONARY THERMOMECHANICS TASK WITH CONSIDERING ELECTROMAGNETIC FIELDS

Keywords: method of splitting, electromagnetic fields, nonstationary thermome-chanics task, elastic-plastic deformation the material, two-dimensional spline.

Electromagnetic field an electrically conductive body and the external environ-ment describes the system of Maxwell equations [1, 2]. For area of the body

j

tDH +∂∂

=×∇→ , , (1)

and external environment

,

tBE∂∂

−=×∇→ 0

0 , . (2)

Equation of thermal conductivity can be written as

. (3)

Where Т – the temperature; с=с(Т) – volumetric heat capacity; λ=λ(Т) – coefficient thermal conductivity; W – power of heat sources; H, E - vectors of the magnetic and electric fields; B, D – magnetic and electric induction; j – currents of density; Ω – the volume den-sity of electrical charges; j0 і 0Ω – known functions of the coordinates and time; r- the radius vector of the point.

It is necessary to determine twelve components electromagnetic field, tempera-ture, three components displacement vector speed, six components of stress tensor and six components strain tensor. Thus, be determined 28 unknown functions time and the three coordinates. This requires the use the Maxwell equations, heat conduction equation, motion equations, geometrical and physical equations [1, 2].

In accordance with the calculation scheme, impact of electromagnetic fields on the processes of heat transfer across heat will take into account. Let electromagnetic field deter-mined. Then known electric E and H magnetic fields.

The complete system of equations will have the form

, (4)

77


Where Wr – the vector whose components are: components of the vectors of the

magnetic and electric fields (w01=Н1; w02=Н2; w03=Н3; w04=Е1; w05=Е2; w06=Е3.); compo-nents of the vectors of the magnetic and electric induction (w07=В1; w08=В2; w09=В3; w10=D1; w11=D2; w12=D3), temperature (w13= Т); movement speed (w14=v1; w15=v2; w16=v3.); compo-nents of stress and strain tensors (w17=σ11; w18=σ22; w19=σ33 ; w20=τ12; w21=τ13; w22=τ23 ; w23=ε11; w24=ε22; w25=ε33 ; w26=ε12; w27=ε13; w28=ε23).

To solve the vector equation (4) using the method of component splitting [3, 4]. Splitting scheme Peaceman, Rechforda, Douglas can be represented as follows [3].

[ ] [ ],;,21

3/1122

2

222

1221

2

211

11 +∈+∂∂

+∂∂

+∂∂

+∂∂

=∂∂

pp tttCWAWAWAWAtW v

vvrvv

γαααα

[ ] [ ],;,21

3/23/1223

2

233

1322

2

222

12 ++∈+∂∂

+∂∂

+∂∂

+∂∂

=∂∂

pp tttCWAWAWAWAtW v

vvvvv

γαααα

[ ] [ ].;,21

13/2321

2

211

1123

2

233

13 ++∈+∂∂

+∂∂

+∂∂

+∂∂

=∂∂

pp tttCWAWAWAWAtW v

vvvvv

γαααα

(5)

The decision split the system (5) will be determined using the two-dimensional spline interpolation

( ) ( )∑∑

= =

⋅=3

0

3

0;,

i jijij yxFWyxW

vv . (6)

Where 21 , αα == yx – in the first fractional time step, 32 , αα == yx – the second fractional time step, and 13 , αα == yx – on the third fractional time step. Through ijW

vstand

for the values of the unknown functions in the grid nodes. The expressions for the functions ( )yxFij ; given in [5].

Partial derivatives of first and second order with respect to coordinates on each fractional step integration over time determined based on the expression of the two-dimen-sional spline. Then for the differential operators included in the vector equations (5) can be written such approximate expressions

( ) ( )∑∑= = ∂

∂=

∂∂ 3

0

3

0

;,i j

ijij x

yxFW

xyxW v

v, ( ) ( )

∑∑= = ∂

∂=

∂∂ 3

0

3

0

;,i j

ijij y

yxFW

yyxW v

v,

( ) ( )∑∑= = ∂

∂=

∂∂ 3

0

3

02

2

2

2 ;,i j

ijij x

yxFW

xyxW v

v, ( ) ( )

∑∑= = ∂

∂⋅=

∂∂ 3

0

3

02

2

2

2 ;,i j

ijij y

yxFW

yyxW v

v

Developed using a method component splitting and submission of all the required quantities in the form of two-dimensional spline difference algorithm, which describes the electromagnetic, thermal and mechanical processes, allows obtaining, respectively, the third-order approximation with respect to coordinates.

Reference:1. Gachkevich O.R., Drobenko B.D. The method of numerical study of electromagnetic

and temperature fields in the induction heating cylindrical conductive bodies/

78


O.R. Gachkevich, B.D. Drobenko // Matt. methods and physical-mechanical fields. – 2001, 4. – p. 140-148.

2. Landau L.D., Livshits E.M. Theory field. Moscow: Science, 1964. – 4603. Marchuk G.I. Methods of splitting. Moscow: Science, 1988. – 263 p.4. Steblyanko P.A. Methods splitting in spatial problems of the theory of plasticity. – Kiev:

Naukova Dumka, 1998. – 304 p.5. Steblyanko P.A. The use of two-dimensional cubic spline to describe geometric objects

// System Technology – No. 3 (44) – Dnepropetrovsk, 2006. – p. 107-111.

79


80


inŻynieria i technologia.конференция.com.ua/files/61_07.pdf · Інтернет....

Documents