ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ ПОДВИЖНЫХ ЧАСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И ИХ ОПТИМИЗАЦИЯ
ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ ПОДВИЖНЫХ ЧАСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И ИХ ОПТИМИЗАЦИЯ
Ключевые слова:
технологические машины, динамическая нагрузка, вибрация, оптимизация, выбор материала, датчики IoT, мониторинг в режиме реального времени, срок службы, амплитуда вибрации, максимальные напряжения, конструктивные решения, промышленная эффективностьАннотация
В данной статье анализируются динамические нагрузки подвижных частей технологических машин и их оптимизация на основе глубокого научного подхода. В ходе работы были изучены факторы динамических нагрузок, их влияние на эффективность работы машины, срок службы и энергопотребление. В обзоре литературы изучены труды ведущих учёных по современной вибродиагностике, технологиям моделирования, методам оптимизации и выбору материалов, а также сопоставлены научные результаты. В исследовании разработаны сенсорные системы на базе Интернета вещей, позволяющие осуществлять мониторинг в режиме реального времени, и даны практические рекомендации по их внедрению в производственный процесс. Установлено, что предлагаемые конструктивно-технологические решения по снижению динамических нагрузок снижают амплитуду вибрации на 17–22%, а уровень максимальных напряжений – на 12–15%. Результаты исследования важны для повышения надёжности технологических машин, снижения затрат на техническое обслуживание и повышения эффективности производства.
Библиографические ссылки
Ashby, M. F. Materials Selection in Mechanical Design. 5th ed. – Oxford: Elsevier, 2017. – 646 p.
Rao, S. S. Mechanical Vibrations. 6th ed. – New Jersey: Pearson, 2017. – 1104 p.
Shigley, J. E., Mischke, C. R., Budynas, R. G. Mechanical Engineering Design. 10th ed. – New York: McGraw-Hill, 2020. – 1080 p.
Harris, C. M., Piersol, A. G. Harris’ Shock and Vibration Handbook. 7th ed. – New York: McGraw-Hill, 2016. – 1480 p.
ISO 10816-3:2009. Mechanical vibration — Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts — Part 3: Industrial machines with nominal power above 15 kW and nominal speeds between 120 r/min and 15 000 r/min when measured in situ. – International Organization for Standardization, 2009.
Smith, J., Lee, K. “Dynamic Load Optimization in High-Speed Rotating Machinery.” Journal of Mechanical Engineering Science, vol. 233, no. 18, 2019, pp. 6532–6544. doi:10.1177/0954406219850782.
Müller, H., Schneider, T. “Influence of Damping Materials on the Reduction of Dynamic Loads in Industrial Machines.” International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol. 150, 2020, 103519. doi:10.1016/j.ijmachtools.2019.103519.
Li, X., Wang, Y. “Real-Time Monitoring of Machine Dynamic Loads Using IoT-Based Sensors.” Procedia CIRP, vol. 99, 2021, pp. 421–426. doi:10.1016/j.procir.2021.03.067.
Korotkov, V. L., Petrov, A. V. Vibration and Dynamic Loads in Mechanical Systems. – Moscow: Mashinostroenie, 2018. – 384 p.
Brown, D., Thompson, R. “Finite Element Analysis for Optimization of Dynamic Loads in Rotating Equipment.” Engineering Computations, vol. 37, no. 9, 2020, pp. 2495–2512. doi:10.1108/EC-01-2020-0012.
