авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТРЕСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРА-

ЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЛОВСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

СБОРНИК СТАТЕЙ СДУДЕНЧЕСКИХ НАУЧНО-

ПРАКТИЧЕСКИХ КОНФЕРЕНЦИЙ ФАКУЛЬТЕТА

АГРОТЕХНИКИ И ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ

КАФЕДРЫ ИНЖЕНЕРНОЙ

ГРАФИКИ И МЕХАНИКИ

2012-2013Г

Часть -1

ОРЕЛ-2013 Содержание Мир машин – 1 Бабенков А.И. Т-302 Руководитель: ст. преподаватель Дубинина О.И.

РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ……………………………….. 8 Гайдук Е.В. АИБ-301 Руководитель: ст.преподаватель Дубинина О.И.

ПЛАСТМАССЫ……………………………………………...... 12 Германский М. Т-302 Руководитель: ст.преподаватель Дубинина О.И.

ЛУНОХОД-1……………………………………………………. Костяшкина Е.БИО Руководитель: к.т.н., доцент Мищенко Е.В.

ИСТОРИЯ УЧЕНИЯ О ТРЕНИИ КАЧЕНИЯ ……………. Лобоцкий М.С.Т- Руководитель: ст.преподаватель Дубинина О.И.

СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ …………………………………. Меркулов А. В. Т- Руководитель: ст.преподаватель Дубинина О.И.

АВТОМОБИЛИ БУДУЩЕГО: ВОЗДУХ ВМЕСТО БЕН ЗИНА …………………………………………………………… Меркулов А. В. Т- Руководитель: ст.преподаватель Дубинина О.И АВТОМОБИЛИ БУДУЩЕГО………………………………. Новикова А.И. БИО Руководитель: к.т.н., доцент Мищенко Е.В.

ГИРОСКОПЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ……………………… Петрашова Я.C.БИО Руководитель: к.т.н., доцент Мищенко Е.В.

ФЕРМЕНТЕРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В БИОТЕХНО ЛОГИИ …………………………………………………………. Попов Д.А., Злобина О.А. БТПП- Руководитель: ст. преподаватель Дубинина О.И.

ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ БЫТОВОЙ ТЕХНИКИ............. Попов Д.А., Злобина О.А. БТПП- Руководитель: ст. преподаватель Дубинина О.И.

ВСТРОЕННАЯ БЫТОВАЯ ТЕХНИКА.................................. Романичева Т.Е.БИО Руководитель: к.т.н., доцент Мищенко Е.В.

ЭКСТРАГИРОВАНИЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В БИОТЕХ НОЛОГИИ.................................................................................... Чистяков В.И.. Т Руководитель: ст. преподаватель Дубинина О.И.

ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ................................................................... Чистяков В.И. Т – Руководитель: ст. преподаватель Дубинина О.И.

НОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ....................... Мир машин – Агибалова Н. БИО- Руководитель: к.т.н., доцент Мищенко Е.В.



ПЕРЕДАЧИ НОВИКОВА.......................................................... Бабенков А.И. Т – Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

ЛЕБЕДКИ..................................................................................... Блинов Д.И. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

МОСТЫ В НАШИ ДНИ И НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИХ ВОЗВЕДЕНИЯ............................................................................ Ветров Ю. Ю. Аиб – Руководитель:ст. преподаватель Павленко Т. Г.

ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ...................... Гайдук Е.В. АИ(б)- Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т. Г.

ВИНТОВОЙ КОНВЕЙЕР.......................................................... ГришинаА.Н. СБ-212, Иконников К. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И. Л.

Ё-МОБИЛЬ.................................................................................. Косоухов И.Н. Т- Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЛИФТА............................................. Лагутин С.И. М-301с Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ КРАНЫ............................................... Макаренко М. Н. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ...... Медведев Д.И. Т- Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

СОВРЕМЕННОЕ ДРОБИЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ....... Мельников С.С. М- Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

КОВШОВЫЕ ЭЛЕВАТОРЫ.................................................... Меркулов А. Т – Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

САМЫЕ ВЫДАЮЩИЕСЯ КАНАТНЫЕ ДОРОГИ МИ РА ……………………………………………………………….. Меркулова Н. БИО-301, Руководитель: к.т.н., доцент Мищенко Е.В.

ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС........................ Филяков С.М. СБ- Моисеев А.А СБ-211, Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯБАШЕННЫХ КРАНОВ И РЕАЛИИ СОВРЕМЕННОСТИ................................................ Новикова А. БИО- Руководитель: к.т.н., доцент Мищенко Е.В.

ЗАПРЕССОВОЧНЫЙ КРЕПЕЖ............................................ Панфилова А.А. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

ИСТОРИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ЭСКАЛАТО РОВ ……………........................................................................... Паняев С.С. СБ- Руководитель ст. преподаватель Волкова И.Л.

РАЗВИТИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН (АВТОБЕТО НОНАСОСЫ) …………………………………………………. Петрашова Я. БИО-301, Руководитель: к.т.н., доцент Мищенко Е.В.

ГИПОИДНАЯ ПЕРЕДАЧА …………………………………. Поляков Н.Г. Т-302с Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

МОБИЛЬНЫЙ СКАЛЬПИРУЮЩИЙ ГРОХОТ QE440 И ЩЕКОВАЯ ДРОБИЛКАQJ241 …………………………….. Полянский А.А. М- Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

ЛИФТЫ ………………………………………………………… Романов А.Н. М-301с Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

ДОМКРАТЫ …………………………………………………… Симонов А. И. М- Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

РАЗВИТИЕ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА ………………. Смирнова Ю. БИО-301, Руководитель: к.т.н., доцент Е.В.Мищенко ГЛОБОИДНЫЕ ПЕРЕДАЧИ ……………………………….. Столяров В.В. СБ- Юсов И.И. СБ- Руководитель: ст. преподавательВолкова И. Л.





ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНИКИ. Чистяков В.И. Т- Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

ПОГРУЗЧИКИ ………………………………………………… Чурсин С. С. АиБ – Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

КОНВЕЙЕР ……………………………………………………. Чурсин С. С. АиБ – Руководитель: ст. преподаватель Павленко Т.Г.

ЧЕРВЯЧНЫЙ РЕДУКТОР РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ. ПРОЧНОСТЬ, ЖЕСТКОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ ЧАСТЬ Блинов Д.И. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

МЕТОД НАЧАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ …………………... Гришина Н. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

РОБЕРТ ГУК (18 ИЮЛЯ 1635Г. – 3 МАРТА 1703Г.) ……………………… Макаренко М. Н. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ……… Махонин Д.Ю. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

ИСААК НЬЮТОН ……………………………………………. Монтаева Е.В СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

ТОМАС ЮНГ (13 ИЮНЯ 1773 Г. – 10 МАЯ 1829 Г.) ………………………. Паняев C.С. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ ЖУРАВСКИЙ И ЕГО ВКЛАД В СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ …………………… Столяров В. В. СБ-211, Юсов И. И. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И. Л.

ПУАССН СИМЕОН ДЕНИ ……………………………….. Тузикова Е.С. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕ РИАЛОВ …………………………………………………………… Филяков С.М, Моисеев А.А. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

РОЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ В НАУКЕ …. ЧАСТЬ Блинов Д.И. СБ- Руководитель ст. преподаватель Волкова И.Л.

ВАНТОВЫЕ ПОКРЫТИЯ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ………. Измалков А.А. Аи(б)- Руководитель: к.т.н., доцент Базилевская Е.Н.

ИЗГИБ ………………………………………………………….. Иконников К. СБ- Гришина А.Н. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И. Л.

ВИДЫ СТЕКЛА И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ ……………. Ларина Л. А. ТБ- Руководитель: ст. преподаватель Иванушкина Н.М.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙ СТВЕ ……………………………………………………………. Макаренко М. Н. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И. Л.

СЕЙСМОУСТОЙЧИВЫЕ ЗДАНИЯ ………………………. Махонин Д.Ю. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

УДАРОПРОЧНЫЕ ЧАСЫ …………………………………... Панфилова А.А. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯВЫСОТНЫХ ЗДА НИЙ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЧНОСТИ, ЖЕСТКОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ ………………………………………… Паняев C.С. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

МАТЕРИАЛЫ С ПАМЯТЬЮ – НИТИНОЛ ……………… Тузикова Е.С. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТ ВЕННЫХ РАСТЕНИЙ И ПОЧВ ………………………... Филяков С.М. СБ- Моисеев А.А. СБ- Руководитель: ст. преподаватель Волкова И.Л.

ПРОЧНОСТЬ ПРЕДМЕТОВ, КАЖУЩИХСЯ ОЧЕНЬ ХРУПКИМИ …………………………………………………… ТЕХНИЧЕСКИЕ ИННОВАЦИИ В АПК Измалков А.А. АИб- Руководитель: ст. преподаватель Иванушкина Н.М.

ЗЕРНОУБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН JOHN DEERES670…. Курцев Е.В. АИ(б)- Руководитель: ст. преподаватель Иванушкина Н.М.

ИННОВАЦИИ В АПК ………………………………………... Пирогов А.Н. Аи(б)- Руководитель: ст. преподаватель Иванушкина Н.М.

ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕ ДЕЛИЯ …………………………………………………………. Мир машин- Бабенков А.И. Т- Руководитель: ст. преподаватель Дубинина О.И.

РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Изобретателем роторно-поршневого двигателя считается Фе ликс Ванкель(рис.1).

Рисунок 1. Феликс Ванкель Есть сведения, что Феликсу Ванкелю приснился диковинный мотор: в овальном корпусе был треугольный ротор, он вращался без шатунов-кривошипов. Во многом, поддерживаясь руководством Третьего Рейха, стало возможно произведение теоретической базы знаний по данному вопросу. В 1936 году на средства, которые были выделены по личному распоряжению Гитлера, Ванкель основал в Линдау лабораторию. Когда фашистская империя была разгромлена, лабораторию закрыли.

Вернулись к этому вопросу лишь в 50-х годах, когда во всем мире начали поиски альтернативы распространенному ДВС. В 1957 г Ванкель изобрел первый роторный двигатель. Роторный двигатель покорял своей простотой: вал, корпус и ротор;

нет ничего лишнего (мелких деталей, клапанов, шатунов).

Поршнем служит трехгранный ротор (рис.2), который преобра зовывает силу давления в движения по вращению выходного вала.

Рисунок 2. Трехгранный ротор Движение ротора относительно статора будет обеспечено двумя шестернями. На корпусе двигателя неподвижно закреплена шестерня.

В зацеплении с ней находится шестерня ротора, что представляет со бой так называемое внутреннее зацепление (рис.3).

Рисунок 1. Зацепление шестерен В результате взаимодействия этих шестеренок обеспечивается орбитальное, по отношению к корпусу, движение ротора. На рабочей поверхности статора нанесено износостойкое покрытие. Специальные уплотнители на концах ротора образовывают три камеры переменного объема (рис.4). Сначала были проблемы с уплотнениями, они быстро стирались. На то, чтобы их решить ушел не один десяток лет. В конце концов, уплотнители стали служить столько, сколько и поршневые кольца ДВС.

Рисунок 4. Уплотнители На рабочих поверхностях ротора находятся так называемые вы емки, которые выполняют действия камер сгорания.

Рисунок 5. Камеры сгорания и уплотнительные кольца Два металлических кольца с каждой стороны ротора формируют стенки этих камер (рис.5).

Зубья шестерни ротора соединены с приводом, который кре питься к выходному валу, который вращается в размещенных на кор пусе подшипниках.

В наше время роторный двигатель стали применять в машино строении. Поэтому конструкцию пришлось изменить. Теперь выход ной вал может иметь полукруглые выступы-кулачки, размещенные несимметрично относительно центра, что означает - они смещены от осевой линии вала (рис.6). Кулачков-выступов может быть несколько, а это в свою очередь означает, что роторный двигатель может быть и двух- и трех- и черырехроторный. Каждый ротор надевается на один из этих выступов. Выходной вал является аналогом коленчатого вала в поршневых двигателях. Каждый ротор движется внутри камеры и тол кает свой кулачок. Так как кулачки установлены несимметрично, сила с которой ротор на него давит, создает крутящий момент на выходном валу, заставляя его вращаться.

Рисунок 6. Выходной вал За каждый полный оборот ротора совершается весь четырех тактный цикл. Крутящий момент возникает в результате действия га зовых сил.

Образованные между статором и ротором три камеры, анало гичны надпоршневому пространству в традиционном четырехтактном двигателе. Начинается процесс впуска лишь тогда, когда вершина ро тора пересекает кромку впускного окна (рис.7), после чего объем ка мер сгорания будет увеличен, и туда поступит горючая смесь (показа но синим цветом). Когда перекрывается впускное окно, смесь начнет свое сжатие (показано зеленым цветом). В момент, когда сжатие будет пиковым, подастся искра - начнется рабочий ход (показано красным цветом). Выпускное окно закрывается, после чего отработанные газы покидают пространство рабочей области (показано желтым цветом). В результате чего, за один оборот ротора произойдет три цикла, что эк вивалентно работе шести цилиндрового традиционного двигателя внутреннего сгорания, что отметает возможность усовершенствова ния, особенно в конструкциях с двумя секциями, которые получили широкое распространение на данный момент.

Система охлаждения двигателя осуществляется так же как на традиционных ДВС – омыванием двигателя охлаждающей жидкостью.

Рисунок 7. Такты двигателя Недостатки и достоинства роторного двигателя внутреннего сгорания:

Достоинства:

-возможность потреблять низкооктановый бензин;

-в результате того, что отсутствует возвратно-поступательная движущаяся часть, появляется плавность работы;

-в сравнении с двухтактным поршневым ДВС - меньшее коли чество деталей;

меньшая масса и габариты.

Недостатки:

-чтобы прейти на выпуск РПД надо заменить подавляющее большинство оборудования;

-невозможно РПД производить на площадях, которые предна значены для выпуска традиционных ДВС;

-высокий расход масла из-за смазки "на прогар";

-процесс сгорания неэффективный, следовательно повышение токсичности отработанных газов и расхода топлива.

Мотор Ванкеля Гайдук Е.В. АИБ- Руководитель: ст.преподаватель Дубинина О.И.

ПЛАСТМАССЫ Цепочки молекул полипропилена.

Предметы быта, полностью или частично сделанные из пласт массы Пластмассы (пласти ческие массы) или пластики — органиче ские материалы, основой которых являются синтетические или при родные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров.

Название «пластмассы» означает, что эти материалы под дейст вием нагревания и давления способны формироваться и сохранять по сле охлаждения или отвердения заданную форму. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотеку чего) состояния в стеклообразное состояние.

История.

Первая пластмасса была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом в 1855 году[1]. Паркс назвал е паркезин (позже получило распространение другое название — целлу лоид). Паркезин был впервые представлен на Большой Международ ной выставке в Лондоне в 1862 году. Развитие пластмасс началось с использования природных пластических материалов (жевательной резинки, шеллака), затем продолжилось с использованием химически модифицированных природных материалов (резина, нитроцеллюлоза, коллаген, галалит) и, наконец, пришло к полностью синтетическим молекулам (бакелит, эпоксидная смола, поливинилхлорид, полиэтилен и другие).

Паркезин являлся торговой маркой первого искусственного пла стика и был сделан из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. Паркезин часто называли искусственной слоновой ко стью. В 1866 году Паркс создал фирму Parkesine Company для массо вого производства материала. Однако, в 1868 году компания разори лась из-за плохого качества продукции, так как Паркс пытался сокра тить расходы на производство. Преемником паркезина стал ксилонит (другое название того же материала), производимый компанией Дани эля Спилла, бывшего сотрудника Паркса, и целлулоид, производимый Джоном Весли Хайатом.

Типы пластмасс.

В зависимости от природы полимера и характера его перехода из вязкотекучего в стеклообразное состояние при формовании изделий пластмассы делят на:

Термопласты (термопластичные пластмассы) — при нагреве расплавляются, а при охлаждении возвращаются в исходное состоя ние;

Реактопласты (термореактивные пластмассы) — в началь ном состоянии имеют линейную структуру макромолекул, а при неко торой температуре отверждения приобретают сетчатую. После отвер ждения не могут переходить в вязкотекучее состояние. Рабочие темпе ратуры выше, но при нагреве разрушаются и при последующем охла ждении не восстанавливают своих исходных свойств.

Также газонаполненные пластмассы— вспененные пластиче ские массы, обладающие малой плотностью.

Свойства.

Основные механические характеристики пластмасс те же, что и для металлов.

Пластмассы характеризуются малой плотностью (0,85—1, г/см), чрезвычайно низкими электрической и тепловой проводимо стями, не очень большой механической прочностью. При нагревании (часто с предварительным размягчением) они разлагаются. Не чувст вительны к влажности, устойчивы к действию сильных кислот иоснований, отношение к органическим растворителям различное (в зависимости от химической природы полимера). Физиологически поч ти безвредны. Свойства пластмасс можно модифицировать методами сополимеризации или стереоспецифической полимеризации, путм сочетания различных пластмасс друг с другом или с другими материа лами, такими как стеклянное волокно, текстильная ткань, введением наполнителей и красителей, пластификаторов, тепло- и светостабили заторов, облучения и др., а также варьированием сырья, например ис пользование соответствующих полиолов и диизоцианатов при получе нии полиуретанов.

Тврдость пластмасс определяется по Бринеллю при нагрузках 50—250кгс на шарик диаметром 5мм.

Теплостойкость по Мартенсу — температура, при которой пла стмассовый брусок с размерами 1201510мм, изгибаемый при посто янном моменте, создающем наибольшее напряжение изгиба на гранях 120 15мм, равное 50кгс/см, разрушится или изогнтся так, что укре плнный на конце образца рычаг длиной 210мм переместится на 6мм.

Теплостойкость по Вика — температура, при которой цилинд рический стержень диаметром 1,13мм под действием груза массой 5кг (для мягких пластмасс 1кг) углубится в пластмассу на 1мм.

Температура хрупкости (морозостойкость) — температура, при которой пластичный или эластичный материал при ударе может раз рушиться хрупко.

Для придания особых свойств пластмассе в нее добавляют пла стификаторы (силикон, дибутилфталат, ПЭГ и т.п.), антипирены (дифенилбутансульфокислота), антиоксиданты (трифенилфосфит, не предельные углеводороды).

Получение.

Производство синтетических пластмасс основано на реакциях полимеризации, поликонденсации или полиприсоединения низкомоле кулярных исходных веществ, выделяемых из угля, нефти или природ ного газа. При этом образуются высокомолекулярные связи с большим числом исходных молекул (приставка «поли-» о тгреческого «много», например этилен-полиэтилен).

Методы обработки.

Лить/лить под давлением Экструзия Прессование Виброформование Вспенивание Отливка Сварка Вакуумная формовка и пр.

Механическая обработка Пластические массы, по сравнению с металлами, обладают по вышенной упругой деформацией, вследствие чего при обработке пла стмасс применяют более высокие давления, чем при обработ ке металлов. Применять какую-либо смазку, как правило, не рекомен дуют;

только в некоторых случаях при окончательной обработке до пускают применение минерального масла. Охлаждать изделие и инст румент следует струей воздуха.

Пластические массы более хрупки, чем металлы, поэтому при обработке пластмасс режущими инструментами надо применить высо кие скорости резания и уменьшать подачу. Износ инструмента при обработке пластмасс значительно больше, чем при обработке метал лов, почему необходимо применять инструмент из высокоуглероди стой или быстрорежущей стали или же из твердых сплавов. Лезвия режущих инструментов надо затачивать, по возможности, более остро, пользуясь для этого мелкозернистыми кругами.

Пластмасса может быть обработана на токарном станке, может фрезероваться. Для распиливания может применяться ленточные пи лы, дисковые пилы и карборундовые круги.

Сварка Соединение пластмасс между собой может осуществляться ме ханическим путем с помощью болтов, заклепок, склеиванием, раство рением с последующим высыханием, а также при помощи сварки. Из перечисленных способов соединения только при помощи сварки мож но получить соединение без инородных материалов, а также соедине ние, которое по свойствам и составу будет максимально приближено к основному материалу. Поэтому сварка пластмасс нашла применение при изготовлении конструкций, к которым предъявляются повышен ные требования к герметичности, прочности и другим свойствам.

Процесс сварки пластмасс состоит в образовании соединения за счет контакта нагретых соединяемых поверхностей. Он может проис ходить при определенных условиях:

1.Повышенная температура. Ее величина должна достигать температуры вязкотекучего состояния.

2.Плотный контакт свариваемых поверхностей.

3.Оптимальное время сварки — время выдержки.

Также следует отметить, что температурный коэффициент ли нейного расширения пластмасс в несколько раз больше, чем у метал лов, поэтому в процессе сварки и охлаждения возникают остаточные напряжения и деформации, которые снижают прочность сварных со единений пластмасс.

На прочность сварных соединений пластмасс большое влияние оказывают химический состав, ориентация макромолекул, температура окружающей среды и другие факторы.

Применяются различные виды сварки пластмасс:

1. Сварка газовым теплоносителем с присадкой и без присадки 2. Сварка экструдируемой присадкой 3. Контактно-тепловая сварка оплавлением Контактно-тепловая сварка проплавлением 4.

Сварка в электрическом поле высокой частоты 5.

Сварка термопластов ультразвуком 6.

Сварка пластмасс трением 7.

Сварка пластмасс излучением 8.

Химическая сварка пластмасс 9.

Как и при сварке металлов, при сварке пластмасс следует стре миться к тому, чтобы материал сварного шва и околошовной зоны по механическим и физическим свойствам мало отличался от основного материала. Сварка термопластов плавлением, как и другие методы их переработки, основана на переводе полимера сначала в высокоэласти ческое, а затем в вязкотекучее состояние и возможна лишь в том слу чае, если свариваемые поверхности материалов (или деталей) могут быть переведены в состояние вязкого расплава. При этом переход по лимера в вязкотекучее состояние не должен сопровождаться разложе нием материала термодеструкцией.

При сварке многих пластмасс выделяются вредные пары и газы.

Для каждого газа имеется строго определенная предельно доступная его концентрация в воздухе (ПДК). Например, для диоксида углерода ПДК равна 20, для ацетона — 200, а для этилового спирта — мг/м.

Материалы на основе пластмасс.

Гетинакс Текстолит Мебельные пластмассы Пластик, который используют для производства мебели, полу чают путем пропитки бумаги термореактивными смолами. Производ ство бумаги является наиболее энерго- и капиталлоемким этапом во всем процессе производства пластика. Используется 2 типа бумаг: ос новой пластика является крафт-бумага (плотная и небеленая) и декора тивная (для придания пластику рисунка). Смолы подразделяются на фенолформальдегидные, которые используются для пропитки крафт-бумаги, имеламиноформальдегидные, которые используются для пропитки декоративной бумаги. Меламиноформальдегидные смо лы производят из меламина, поэтому они стоят дороже.

Мебельный пластик состоит из нескольких слов. Защитный слой — оверлей — практический прозрачный. Изготавливается из бу маги высокого качества, пропитывается меламиноформальдегидной смолой. Следующий слой — декоративный. Затем несколько слоев крафт-бумаги, которая является основой пластика. И последний слой — компенсирующий (крафт-бумага, пропитанная меламинофор мальдегидными смолами). Этот слой присутствует только у американ ского мебельного пластика.

Готовый мебельный пластик представляет из себя прочные то нированные листы толщиной 1-3мм. По свойствам он близок к гети наксу. В частности, он не плавится от прикосновения жалом паяльни ка, и, строго говоря, не является пластической массой, так как не мо жет быть отлит в горячем состоянии, хотя и поддается изменению формы листа при нагреве. Мебельный пластик широко использовался в XX веке для отделки салонов вагонов метро.

Система маркировки пластика Для обеспечения утилизации одноразовых предметов в 1988 го ду Обществом Пластмассовой Промышленности была разработана система маркировки для всех видов пластика и идентификационные коды. Маркировка пластика состоит из 3-х стрелок в форме треуголь ника, внутри которых находится число, обозначающая тип пластика.

Часто при маркировке изделий под треугольником указывается бук венная маркировка (в скобках указана маркировка русскими буквами):

Международные универсальные коды переработки пласт масс Англоя зна- Русское назва зычное Примечание чок ние название Обычно используется для производства тары для ПЭТ,ПЭТФ минеральной воды, безалко PETили Полиэтиленте гольных напитков и фрукто PETE рефталат вых соков, упаковки, блисте ров, обивки.

ПЭНД Полиэти- Производство бутылок, PEHD или лен высокой фляг, полужсткой упаковки.

плотности, Считается безопасными для HDPE полиэтилен низ- пищевого использования.

кого давления Используется для про изводстватруб, трубок, садо вой мебели, напольных по крытий, оконных профи лей, жалюзи, изоленты, тары ПВХ для моющих Поливинилхло PVC средств и кленки. Материал рид является потенциально опас ным для пищевого использо вания, поскольку может со держать диоксины, бисфенол А, ртуть, кадмий.

ПЭВД Производст Полиэти- во брезентов, мусорных меш LDPE и лен низкой ков, пакетов, пленки и гибких плотности, мкостей. Считается безопас PELD полиэтилен вы- ным для пищевого использо сокого давления вания.

Используется в автомобильной промышлен нос ти (оборудование, бамперы), при изготовлении игрушек, а ПП также в пищевой промышлен PP Полипропилен ности, в основном при изго товлении упаковок. Распро странены полипропиленовые трубы для водопроводов. Счи тается безопасным для пище вого использования.

Используется при изго товлении плит теплоизоляции зданий, пищевых упаковок, ПС столовых приборов и чашек, PS Полистирол коробокCD и прочих упаковок (пищевой плнки и пеномате риалов), игрушек, посуды, ручек и так далее. Материал является потенциально опас ным, особенно в случае горе ния, поскольку содержит сти рол.

К этой группе относит ся любой другой пластик, ко торый не может быть включен в предыдущие группы. В ос новном этополикарбонат. По OTHER Прочие ликарбонат может содержать или О опасный для челове ка бисфенол А[2]. Используется для изготовления тврдых прозрачных изделий, как на пример детские рожки.

Пластиковые отходы и их переработка Скопления отходов из пластмасс образуют в Мировом океане под воздействием течений особые мусорные пятна. На данный момент известны пять больших скоплений мусорных пятен — по два в Тихом и Атлантическом океанах, и один — вИндийском океане.

Данные мусорные круговороты в основном состоят из пластиковых отходов, образующихся в результате сбросов из густонаселнных при брежных зон континентов. Руководитель морских исследований Кара Лавендер Ло из Ассоциации морского образования (англ. Sea Education Association;

SEA) возражает против термина «пятно», по скольку по своему характеру — это разрозненные мелкие куски пла стика. Пластиковый мусор опасен ещ и тем, что морские животные, зачастую, могут не разглядеть прозрачные частицы, плавающие по поверхности, и токсичные отходы попадают им в желудок, часто ста новясь причиной летальных исходов[3][4].

Взвесь пластиковых частиц напоминает зоопланктон, и медузы или рыбы могут принять их за пищу. Большое количество долговечно го пластика (крышки и кольца от бутылок, одноразовые зажигалки) оказывается в желудках морских птиц и животных[5], в частности, мор ских черепах и черноногих альбатросов[6]. Помимо прямого причине ния вреда животным[7], плавающие отходы могут впитывать из воды органические загрязнители, включая ПХБ (полихлорированные бифе нилы), ДДТ(дихлордифенилтрихлорметилметан) и ПАУ (полиарома тические углеводороды). Некоторые из этих веществ не только ток сичны[8] — их структура сходна с гормоном эстрадиолом, что приво дит к гормональному сбою у отравленного животного [6].

Пластиковые отходы должны перерабатываться, поскольку при сжигании пластика выделяются токсичные вещества, а разлагается пластик за 100—200 лет.

Способы переработки пластика:

• Пиролиз • Гидролиз • Гликолиз • Метанолиз В декабре 2010 года Ян Байенс и его коллеги из университета Уорика предложили новую технологию переработки практически всех пластмассовых отходов. Машина с помощью пиролиза в реакторе с кипящим слоем при температуре около 500° С и без доступа кислорода разлагает куски пластмассового мусора, при этом многие полимеры распадаются на исходные мономеры. Далее смесь разделяет ся перегонкой. Конечным продуктом переработки являются воск, сти рол, терефталевая кислота, метилметакрилат и углерод, которые явля ются сырьм для лгкой промышленности. Применение этой техноло гии позволяет сэкономить средства, отказавшись от захоронения отхо дов, а с учтом получения сырья (в случае промышленного использо вания) является быстро окупаемым и коммерчески привлекательным способом утилизировать пластмассовые отходы[9].

Пластики на основе фенольных смол, а также полистирол и по лихлорированный бифенил могут разлагаться грибками белой гнили.

Однако для утилизации отходов этот способ коммерчески неэффекти вен - процесс разрушения пластика на основе фенольных смол может длиться многие месяцы Германский М. Т- Руководитель: ст.преподаватель Дубинина О.И.

ЛУНОХОД- Луноход-1 — первый лунный самоходный аппарат.

Он был доставлен на поверхность Луны 17 ноября 1970 года, советской межпланетной станцией Луна-17 и проработал на е по верхности до 4 октября 1971 года. Предназначался для изучения осо бенностей лунной поверхности, радиоактивного и рентгеновского космического излучения на Луне, химического состава и свойств грун та.

История Луноход-1 был создан в конструкторском бюро химкинского Машиностроительного завода имени С. А. Лавочкина под руково дством Григория Николаевича Бабакина. Самоходное шасси для Луно хода было создано во ВНИИТрансМаш под руководством Александра Леоновича Кемурджиана. Эскизный проект лунохода был утвержден осенью 1966 года. К концу 1967 года была готова вся конструкторская документация. Автоматическая межпланетная станция Луна-17 с Лу ноходом-1 стартовала в 10 ноября 1970 года и 15 ноября Луна-17 вы шла на орбиту искусственного спутника Луны.17 ноября 1970 года станция благополучно прилунилась в Море Дождей и Луноход-1 съе хал на лунный грунт. Управление исследовательским аппаратом осу ществлялось при помощи комплекса аппаратуры контроля и обработки телеметрической информации на базе «Минск-22» — СТИ-90. Центр управления луноходом в Симферопольском Центре космической связи включал в себя пункт управления луноходом, который состоял из пультов управления командира экипажа, водителя лунохода и опера тора остронаправленной антенны, рабочее место штурмана экипажа, а также зал оперативной обработки телеметрической информации. Ос новную сложность при управлении луноходом составляла задержка времени, радиосигнал двигался до Луны и обратно около 2 секунд, и применение малокадрового телевидения с частотой смены картинки от 1 кадра в 4 секунды до 1 в 20 секунд. В результате общая задержка в управлении доходила до 24 секунд. В течение первых трх месяцев запланированной работы, помимо изучения поверхности аппарат вы полнял еще и прикладную программу, в ходе которой отрабатывал поиск района посадки лунной кабины. После выполнения программы луноход проработал на Луне в три раза больше своего первоначально рассчитанного ресурса. За время нахождения на поверхности Луны «Луноход-1» проехал 10 540 м, передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Более чем в 500 точках по трассе движения изучались физико-механические свойства поверхностного слоя грунта, а в 25 точках проведн анализ его химического состава.15 сентября 1971 года температура внутри герметичного контейнера лунохода ста ла падать, так как исчерпался ресурс изотопного источника тепла. сентября аппарат на связь не вышел и 4 октября все попытки войти с ним в контакт были прекращены.11 декабря 1993 года Луноход-1 вме сте с посадочной ступенью станции Луна-17 были выставлен фирмой Lavochkin Association на аукционе Сотбис. При заявленной начальной цене 5 000$ торги закончились на сумме 68 500$. По информации рос сийской прессы, покупателем оказался сын одного из американских астронавтов. В каталоге было указано, что лот «покоится на поверхно сти Луны».

ВНИИТрансМаш Основным разработчиком шасси для планетоходов (колеса, дви гатели, привод, подвеска, система управления ими) в СССР был (и остается до настоящего времени в России) ленинградский ВНИ Итрансмаш (ВНИИТМ). В этом учреждении разрабатывались главным образом шасси для танков, так что был накоплен обширный опыт в области создания транспорта повышенной проходимости, ведь общее свойство у планетохода и танка - движение по неподготовленной ме стности.

Робот СТР-1 для очистки крыши ЧАЭС от радиоактивного му сора Здесь было создано и испытано множество самых различных устройств - Луноход 1 и 2 (1970), шагающий планетоход отправлен ный в 1971 году на Марс, прыгающий для Фобоса (1988), робот для очистки крыши разрушенного энергоблока Чернобыльской АЭС (1986), планетоход для неудавшейся экспедиции Марс-96, несколько планетоходов в рамках сотрудничества с зарубежными организациями (в последние годы) и т.д.

Прыгающий аппарат для исследования Фобоса Шагающий аппарат для исследования Марса PROP v M, год Гусенично-шагающий марсоход Наверное многие обратили внимание, что все луноходы, кото рые перемещались по другим планетам - колсные. И это при том, что давно известно множество других подходов - гусеничный, шагающий и т.д. Почти все небесные тела которые доступны нам для исследова ния имеют твердую поверхность с множеством относительно ровных участков. Там нет болот, зыбучих песков, леса и растительности, кото рые могли бы потребовать гусениц или шагающих движителей. На Луне и Марсе, также как на Меркурии и Венере - везде колеса вполне можно использовать. Колса - очень экономичный вид движителя.

Чтобы прокручивать, скажем, гусеницы, нужна куда большая мощ ность. А ведь это дополнительные батареи, которые нужно доставлять за сотни тысяч километров. Важна и надежность - проблематично за менить на Марсе порванную гусеницу или сломанный рычаг ноги, в то время как поломка даже нескольких колес совсем необязательно ста вит под угрозу выполнение задачи. Теория движения колесных машин также разработана лучше всего. Достаточно вспомнить, что до сих пор почти не нашли применения шагающие машины, даже в хорошо изу ченных земных условиях. Сравнительно прост и привод колес от элек тромоторов, легко обеспечивать разворот. Итак, выбор колсного дви жителя явно оправдан. Далее мы рассмотрим несколько вариантов ко лс созданных во ВНИИТМ Колса Луноход Колеса Лунохода уже можно считать классикой. Большинство последующих макетов и реальных планетоходов хоть что-то, да поза имствовали от них. Колеса состоят из трех титановых ободов, с закре пленной на них стальной сетки с грунтозацепами из того же титана. На твердой поверхности опора происходит на средний обод, на мягком же грунте обод проникает глубоко и тогда работает сетка Это два пробных варианта колес для Лунохода. Колесо подрес соривается, в одном случае, с помощью упругих металлических лент, в другом - с помощью цилиндрических пружин вдоль оси колеса.

Еще один вариант - здесь внешняя поверхность колеса сделана из упругой сетки, однако под сеткой размещены ленточные пружины, которые работают когда при ударах сетка проминается.

Пробные варианты колес для Лунохода Для планет с сильной гравитацией (Марс, Земля) от непрочной сетки отказываются в пользу сплошной поверхности с грунтозацепами (оболочковое колесо). В случае с марсоходами ученые исходили из первых фотографий "Викинга" где поверхность Марса выглядела ка менистой.

Как видно, во всех конструкциях стараются обеспечить хоро шую сцепляемость с грунтом (грунтозацепы, сетка), небольшой вес (отсутствие сплошных дисков, по возможности сетка и спицы, либо сплошное но полое колесо), подрессоривание (спицы, пружины и т.п.), меры против бокового сползания (характерный выпуклый либо вогну тый профиль).Почти во всех колесных планетоходах колесо представ ляет собой единый (часто даже герметизированный) модуль, вклю чающий также редуктор, электромотор, тормоз, необходимые датчики.

Называется такой модуль "мотор-колесо". Применение мотор-колес позволяет, наряду с подвеской, обеспечивать равную нагрузку на все колеса и эффективное использование мощности на неровностях ланд шафта, при повисании части колес в воздухе и т.п.

Если же рассматривать колесный движитель в целом, возникает вопрос - почему у планетоходов, в частности Лунохода, столько колс?

Во-первых, до последнего момента не исключалось использование гусениц. В случае с 8 колесами Лунохода это не потребовало бы пол ного пересмотра конструкции. Во-вторых, снижение нагрузки на грунт. И наконец, надежность - работоспособность при выходе из строя нескольких колес. На случай заедания в приводе колес в Луно ходе были предусмотрены специальные механизмы разблокировки.

Пиротехнический заряд по команде с Земли мог перебить вал и в ре зультате неисправное заблокированное колесо стало бы ведомым.

ПОДВЕСКА Подвеску делают независимой для каждого мотор-колеса. Это позволяет преодолевать небольшие выступы и впадины избегая силь ных кренов всей машины и перегрузки отдельных двигателей. В идеа ле, каждое колесо в любой момент времени должно касаться грунта, причем с примерно одинаковыми нагрузками от взаимодействия с ним. Это обеспечивается не только механикой, но и электронной ча стью, оценивающей нагрузки на двигатели, и подвеску. Механическая часть подвески обычно выполняется в виде рычагов, причем в качестве упругих элементов используются торсионы - стальные или титановые стержни, которые представляют собой "пружину" работающую на кручение. Использование гидравлики проблематично, из-за сильных колебаний температуры на поверхности планет.

Поучительна история гибели Лунохода-2 - на нем был установ лен новый датчик крена-дифферента (весь блок автоматики Лунохода 2 разрабатывался с тройным дублированием - как для обитаемой ма шины).Датчик в Луноходе-1 был разработан самим ВНИИТМ, но по считали, что машиностроительное предприятие должно заниматься своим делом и разработку нового датчика поручили другой организа ции. В новом датчике использовалась незамерзающая жидкость. Одна ко, не была учтена малая сила тяжести на Луне. В результате, сразу после прилунения, датчик оказался нерабочим. А ведь этот датчик должен предохранять Луноход от опрокидывания - автоматически ос танавливать его, если наклон слишком велик (попутно - позволяет по лучить представление о геометрии лунной поверхности). Здесь же он показал что Луноход стоит под углом 40 градусов еще до съезда с по садочного модуля. Пришлось ездить без датчика, ориентируясь лишь на то, что видно через телекамеры - линию горизонта и простой уро вень - катающийся металлический шарик. Все шло хорошо, но на тре тий месяц Луноход заехал в довольно большой кратер. Он стоял там с открытой солнечной батареей и подзаряжался. Когда пришло время выезжать из кратера, недооценили угол наклона. В результате, машина зацепилась солнечной батареей, на нее попал грунт, что привело к па дению мощности. Попытки стряхнуть грунт только усугубили поло жение - грунт попал во внутренний отсек. Так закончил свою жизнь Луноход-2.Кстати говоря, Луноходу-1 повезло еще меньше - при стар те взорвался ракетоноситель. Так что тот Луноход-1 что был на Луне не совсем первый Луноход.

В любом случае Луноход-2 прошел по Луне намного большее расстояние - 40 км за 3 месяца, чем Луноход-1 - 10 км за 10 месяцев.

Сказался опыт, который приобрели исследователи и водители.

СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ Возможно для некоторых это станет неожиданностью, но мак симальные скорости всех автоматических планетоходов очень не большие - не более 1-2 км/ч. Собственно, для аппаратов без экипажа это не так важно, поскольку управление ими осложнено задержкой сигнала, которая доходит до десятков секунд. Также, низкая скорость снижает вероятность повреждений при наезде на камень, отсутствуют заносы и т.д.

МАНЁВРЕННОСТЬ Большой радиус поворота станет проблемой, если поблизости находится скала или расщелина, куда аппарат может сползти при раз вороте. Самые распространенное решение позаимствовано у гусенич ных машин: делая различными скорости колес по левому и правому борту машины (в простейшем случае, с использованием тормозов), можно развернуть ее практически на месте. Такой подход еще и упро щает конструкцию, повышает ее надежность, поскольку не нужно де лать поворотных колес. Общеизвестный пример - "Луноход" (1970).

Шасси для Лунохода Другой вариант увеличения маневренности - поворотные коле са. Например, параллельный поворот всех колес в нужную сторону был реализован в аппарате "ХМ-ПК" (1976) ОПАСНОСТЬ ПРОВАЛИВАНИЯ Следующая проблема - необходимость преодолевать расщели ны, не проваливаться на рыхлом грунте. Это может быть решено не сколькими путями: колесами большой ширины и диаметра, большим количеством колес по каждому из бортов. Так например, у Лунохода было 8 широких колес. Их полусферический профиль препятствует боковому сползанию (придвижении и вдольсклона). Другой вариант решения (1989) предполагал использование больших (сопоставимых по размеру с самим планетоходом) надувных колес низкого давления с металлическим каркасом и грунтозацепами. Однако, такие колеса пло хо выдерживают перепады температур, требуют обслуживания. Зато, они нашли применение на Земле - в тех местах, где необходимо дви жение по глубокому снегу.

Планетоходы испытывались в Средней Азии, на Камчатке (в зо нах свежих извержений) - чтобы было большое разнообразие форм рельефа.. Ведь заранее не было известно, какой грунт, к примеру, на Луне. Были предположения, что грунт находится во взвешенном со стоянии и Луноход может просто утонуть. Поэтому испытания прово дили также и на снежниках - где снег засыпан вулканическим песком.

ПРЕОДОЛЕНИЕ КАМНЕЙ, ЗАСТРЕВАНИЕ На планетах, куда сейчас возможна доставка планетоходов, встречается множество камней, скальных выступов, кратеров. То, что для шагающего аппарата будущего, наверное, не будет проблемой (со гласитесь, человек легко преодолевает большинство препятствий, ко торые непреодолимы для колес) для сегодняшних планетоходов про блема весьма актуальная.

Представим ситуацию, когда обычная машина наезжает одним бортом на крупный камень. Возникает крен всей машины и аппарат рискует перевернуться. Для планетохода такое поведение недопусти мо, потому подвеска устроена гораздо сложнее - когда одно из колес переезжает камень, остальные могут везти аппарат вполне горизон тально.

Здесь клиренс фактически отсутствует - днища нет, вместо него - конические мотор-колеса. Если под них попадает камень, застрева ния не происходит, поскольку грунтозацепы расположены по всей длине колеса. Есть здесь, впрочем, и недостаток -остается мало места для размещения полезного груза (возможное решение - размещать ба тареи внутри колес). В другой разработке - IARES - вместо конических колес используются обычные, совместно с валиками, также имеющи ми грунтозацепы.

Но даже это может не спасти, если камень окажется под днищем планетохода и тот "сядет на брюхо". Поэтому, дорожный просвет (клиренс) стараются делать максимальным. Увеличение клиренса, в свою очередь, может привести к неустойчивости аппарата - центр тя жести должен располагаться как можно ниже (были даже проекты по мещать аккумуляторы внутри мотор-колес, но это ведет к другим про блемам).

Костяшкина Е.БИО Руководитель: к.т.н., доцент МищенкоЕ.В.

ИСТОРИЯ УЧЕНИЯ О ТРЕНИИ КАЧЕНИЯ С очень давних пор, относящихся ко второму и третьему тыся челетиям до нашей эры, люди пользовались катками или шарами для перемещения тяжестей, не очень задумываясь над условиями, в кото рых протекали процессы качения, и над прогнозированием величин сопротивления качению.

Одна из самых ранних конструкций круговой опоры качения с применением сферических тел качения была обнаружена среди других бронзовых вещей в залитом водой кратере в Албанских горах в Италии в 1895 г., извлечена в 1928 г. и хранится в Национальном музее в Риме.

Эта конструкция состоит из двух деревянных дисков диаметром мм и восьми бронзовых шаров с осевыми отростками, размещенных по окружности диаметром 700 мм, катящихся по медным круговым поло сам, укрепленным на внутренних поверхностях дисков. Взаимное рас положение дисков фиксируется с помощью центрального шипа. По мнению специалистов, эта платформа выполняла роль современного демонстрационного вращающегося стола, допускающего обозрение группы с различных позиций.

Среди работ гениального итальянского ученого и инженера Ле онардо да Винчи было много конструкций грузоподъмных механиз мов и транспортных устройств с использованием процессов качения.

Ему же принадлежит классификация видов трения, причем, по его мнению, одному из видов трения соответствует движение колеса в контакте с основанием.

Первая теоретическая работа по трению качения, по-видимому, была выполнена Готфридом Вильгельмом Лейбницем (1699 г.), кото рым был представлен трактат в трудах Берлинской Академии наук «О трении скольжения и отличиях трения качения». В течение VIII в.

учение о трении качения почти не прогрессировало.

Первое серьзное научно-экспериментальное исследование, по ложившее начало систематическим исследованиям процессов качения, было выполнено Кулоном в 80-х годах VIII в. и описано в несколь ких изданиях его работы «Теория простых машин». Рассматривая про блему трения качения как часть общего учения о трении и проявляя значительный интерес к затратам энергии в механизмах со шкивами, а также при перемещении очень больших тяжестей, Кулон провел весь ма обстоятельные эксперименты по изучению сопротивления качению при сухих поверхностях обтекаемых тел, при низких давлениях и низ ких скоростях движения. Его результаты были широко использованы европейскими учеными, так как считалось, что после опытов Кулона и вплоть до появления в 1876 г. работы Рейнольдса не было выполнено каких-либо значительных исследований, способных поколебать или дополнить выводы Кулона.

В 40-х годах I столетия стали известны опыты французского ученого А.Морена, который провел измерения сопротивления качению колес экипажа на грунтовых дорогах и опубликовал результаты этих измерений в 1835 г. Морен встретил оппонента в лице молодого инже нера Дюпюи, выдвинувшего теорию, которая по своей оригинальности и новизне для того времени заслуживает изложения. Она примерно состоит в следующем: «Когда колесо катится по плоской поверхности, то задняя часть области контакта оказывается несколько загруженной по сравнению с передней частью контакта, а следовательно, равнодей ствующая реактивного давления всегда находится впереди центра кон такта на одном расстоянии».

После работ Морена и Дюпюи, на протяжении более 20 лет не было сведений о сколь-нибудь заметных теоретических или экспери ментальных исследованиях процессов качения.

В 1876г. вышла в свет работа французского ученого Гранвуане «Опыт динамометрирования различных земледельческих орудий».

Работа В.В. Шульца, выполненная в 1915 г., описывает физиче ский процесс качения, а также результаты экспериментальных иссле дований Морена, Резаля, Ватсона и др.

В 1929 г. была опубликована работа М.Н.Летошнева, в которой автор анализирует результаты, полученные различными исследова ниями в расчетах силы тяги при свободном качении по податливому земляному грунту.

К настоящему времени разработаны более совершенные методы и создана новая современная аппаратура для определения физических свойств различных материалов, а также для измерения усилий и де формаций при исследовании процессов качения. С помощью новых методов и новой аппаратуры уточнены физические и расчетные кон станты для различных видов и состояний различных материалов, в том числе грунтовых покрытий, но сами расчеты сопротивления качению продолжают в основном базироваться на общих методах, разработан ных в перечисленных работах.

Лобоцкий М.С.Т- Руководитель: ст.преподаватель Дубинина О.И.

СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ Деталь – такая часть машины, которую изготавливают без сбо рочных операций. Детали могут быть простыми (гайка, шпонка) или сложными (корпус редуктора).

Среди большого разнообразия деталей машин выделяют такие, которые применяют почти во всех машинах (болты, валы, механиче ские передачи и т.д.). Эти детали называют деталями общего назначе ния. Все другие детали (поршни, лопатки турбин, гребневые винты и т.п.) относятся к деталям специального назначения.

Детали общего назначения применяют в машиностроении в очень больших количествах.

Поэтому любое совершенствование методов расчета и конст рукции этих деталей, позволяющее уменьшить затраты материала, по низить стоимость производства, повысить долговечность, приносит большой экономический эффект.

1. Резьбовые соединения Соединение деталей с помощью резьбы является одним из ста рейших и наиболее распространенных видов разъемного соединения.

К ним относятся соединения с помощью болтов, винтов, шпилек, вин товых стяжек и т.д.

1.1 Резьба Резьба – выступы, образованные на основной поверхности вин тов или гаек и расположенные по винтовой линии.

Методы изготовления резьбы:

1) Нарезкой вручную метчиками или плашками. Способ мало производительный. Его применяют в индивидуальном производстве и при ремонтных работах.

2) Фрезерованием на специальных резьбофрезерных станках.

Применяют для нарезки винтов больших диаметров с повышенными требованиями к точности резьбы.

3)Накаткой на специальных резьбонакатных станках-автоматах.

Этим высокопроизводительным и дешевым способом изготовляют большинство резьб стандартных крепежных изделий. Накатка сущест венно упрочняет резьбовые детали.

4)Литьем на деталях стекла, пластмассы, металлокерамики и др.

Основными элементами резьбы являются диаметр наружный d, средний d2 и внутренний d1;

шаг S, угол профиля а, высота профиля h (рис. 31) 1.2 Основные типы крепежных деталей Для соединения деталей применяют болты, винты, шпильки с гайками (рис.1).

Болтом называется крепежная деталь, представляющая собой цилиндрический стержень, как правило, с шестигранной головкой на одном конце и винтовой резьбой на другом. Головки болтов могут иметь и другую форму: квадратную, прямоугольную, полукруглую с квадратными головками или усом.

Винт отличается от болта наличием прорези (шлица) под от вертку. Винты подразделяются на два типа: крепежные и установоч ные. Основные типы крепежных винтов различаются по форме голов ки (цилиндрическая, полукруглая, потайная, полупотайная).

Шпилька – цилиндрический стержень, на обоих концах которо го нарезана резьба.

Гайка представляет собой деталь призматической формы, снаб женную сквозным, а иногда глухим осевым резьбовым отверстием.

Рис. 1. а — болт;

б — винт;

в - шпилька;

г — установочный винт;

д — гайка;

e — пружинная шайба;

ж — деформируемая шайба;

з — плоская шайба Рис.2 Болтовое соединение, Винтовое соединение.

Винты и шпильки применяют в тех случаях, когда постановка болта невозможна или нерациональна. Например, нет места для раз мещения гайки, нет доступа к гайке, при большой толщине детали не обходимо глубокое сверление и длинный болт и т.п.

Если при эксплуатации деталь часто снимают и затем снова ста вят на место, то ее следует закреплять болтами или шпильками, так как винты в многократном завинчивании может повредить резьбу в дета ли. Повреждение резьбы в этом случае более вероятно, если деталь изготовлена из малопрочных хрупких материалов, например из чугуна, дюралюминия и т.п.

Подкладную шайбу ставят под гайку или головку винта для уменьшения смятия детали (гайкой, если деталь сделана из менее прочного материала(пластмассы, дерева и т.д.), предохранения чистых поверхностей деталей от царапин при завинчивании гайки(винта);

пе рекрытия большого зазора отверстия. В других случаях подкладную шайбу использовать нецелесообразно.

2. Заклепочные соединения Клепаное соединение - неразъемное. В большинстве случаев его применяют для соединения листов и фасонных профилей. Соеди нение образуют расклепыванием стрежня заклепки, вставленное в от верстие деталей.

Основным элементом заклепочного соединения служит заклеп ка (рис. 26), представляющая собой цилиндрический стержень с рас положенными по его концам головками, из которых закладную делают заранее перед постановкой заклепки.

При клепке происходит силовое воздействие на свободный ко нец заклепки, формируется замыкающая головка и расклепывается стержень, плотно заполняя все отверстие. Силовое воздействие может быть как ручным, так и машинным.

Клепка бывает горячей, при которой заклепки перед постанов кой в гнезда нагревают до температуры 1000—1100°С (светло-красный цвет), и холодной, применяемой для заклепок диаметром менее 12 мм.

Используют также смешанную клепку, во время которой нагревают только свободный конец заклепки.

Заклепки, поставленные горячим способом, создают большую силу сжатия склепываемых листов и трения между ними, что облегча ет работу заклепочного соединения. При постановке заклепок холод ным способом более плотно заполняются отверстия.

Диаметр отверстия под заклейку должен превышать диаметр за клепки на 0,5—1 мм. Отверстие выполняют путем сверления или про бивания с последующей просверловкой.

Рис. 4. Типы заклепок:

а —с полукруглой головкой, б —с потайной головкой, в —с полупотайной головкой;

1 — стержень, 2 — замыкающая головка, 3 — обжимка, 4 — закладная головка, 5 — подставка;

б, 6Ь 62 — толщина соединяемых деталей, d — диаметр стержня заклепки, а — длина час ти стержня, необходимая для образования головки;

обычно ai=(0,7— 1,3) По расположению заклепок швы бывают одно- и многорядные.

В последнем случае различают прямое и шахматное построение швов.

При работе заклепочных соединений происходит сдвиг соединяемых деталей. Если силы сдвига превосходят силы трения, то тело заклепки подвергается срезу, смятию и изгибу.

Рис. 5. Виды заклепочных швов:

а — нахлесточное, б — с одной накладкой, в — с двумя на кладками;

1 — заклепка, 2, 3 — соединяемые части, 4 — накладки В соединениях, в которых взаимный сдвиг деталей не допуска ется (например, в плотных швах), заклепки рассчитывают на срез.

3. Сварные соединения Сварное соединение – неразъемное. Оно образуется путем сва ривания материалов деталей в зоне стыка и не требует никаких вспо могательных элементов. Прочность соединения зависит от однородно сти и непрерывности материала сварного шва и окружающей его зоны.

Сварное соединение является наиболее совершенным из неразъемных соединений, так как лучше других приближает составные детали к цельным. При сварном соединении проще обеспечить условия равно прочности, снижения массы и стоимости изделия.

Применяемые в современном машиностроении виды сварки весьма разнообразны. Каждый из них имеет свои конкретные области применения. Из всех видов сварки наиболее широко распространена электрическая.

Различают два вида электрической сварки:

1. Электродуговая сварка: основана на использовании теплоты электрической дуги для расплавления металла. Для защиты расплав ленного металла от вредного действия окружающего воздуха на по верхность электрода наносят толстую защитную обмазку, которая вы деляет большое количество шлака и газа, образуя изолированную сре ду. Этим обеспечивают повышение качества металла сварного шва, механические свойства которого могут резко ухудшиться под влияни ем кислорода и азота воздуха.

С той же целью производят сварку под флюсом. Этот вид свар ки в настоящее время считается основным видом автоматической сварки. Производительность автоматической сварки в 10 – 20 раз и более выше ручной. Повышение производительности достигают путем применения тока 1000 – 3000 А вместо 200 – 500 А при ручной сварке. Это обеспечивает более рациональное формирование шва и повышает скорость сварки.

2. Контактная сварка основана на использовании повышенного омического сопротивления в стыке деталей и осуществляется несколь кими способами.

При стыковой контактной сварке через детали пропускают ток, сила которого достигает нескольких тысяч ампер. Основное количест во теплоты выделяется в месте стыка, где имеется наибольшее сопро тивление;

металл в этой зоне разогревается до пластического состоя ния или даже до поверхностного оплавления. Затем ток выключают, а разогретые детали сдавливают с некоторой силой – происходит сварка металла деталей по всей поверхности стыка. Этот вид сварки рекомен дуют применять для стыковых соединений деталей, площадь попереч ного сечения которых сравнительно невелика.

При точечной контактной сварке соединение образуется не по всей поверхности стыка, а лишь в отдельных точках, к которым подво дят электроды варочной машины.

4. Соединение пайкой и склеиванием В отличии от сварки пайка и склеивание позволяют соединять детали не только из однородных, но и из неоднородных материалов, например: сталь с аллюминием6 металлы со стеклом, графитом, фар фором, керамика с полупроводниками: пластмассы, дерево, резина и пр.

При пайке и склеивании кромки детали не расплавляются, что позволяет более точно выдерживать их размеры и форму, а также про изводить повторные ремонтные соединения. По прочности паяные и клееные соединения уступают сварным в тех случаях, когда материал деталей обладает достаточно хорошей свариваемостью. Исключение составляют соединения тонкостенных элементов типа оболочек, когда имеется опасность прожога деталей при сварке.

Применение пайки и склеивания в машиностроении возрастает в связи с широким внедрением новых конструкционным металлов (на пример: пластмасс) и высокопрочных легированных сталей, многие из которых плохо свариваются. Примерами применения пайки и склеива ния в машиностроении могут служить радиаторы автомобилей и трак торов, камеры сгорания жидкостных реактивных двигателей, лопатки турбин, топливные и масляные трубопроводы и др.

Заключение Детали, составляющие машину связаны между собой тем или иным способом. Эти связи можно разделить на подвижные (различно го рода шарниры, подшипники и т.д.) и неподвижные (резьбовые, сварные и т.д.). Неподвижные связи в технике называют соединения ми.

Соединения являются важными элементами конструкций. Мно гие аварии и прочие неполадки в работе машин и сооружений обу словлены неудовлетворительным качеством соединений.

Основным критерием работоспособности расчета соединений является прочность. Необходимо стремиться к тому, чтобы соединение было равнопрочным с соединяемыми элементами. Желательно, чтобы соединение не искажало форму изделия, не вносило дополнительных элементов в его конструкции и т.п.


По признаку разъмности все виды соединений можно разде лить на разъемные и неразъемные:

1) Разъемные соединения позволяют разъединять детали без всяких повреждений. К ним относятся резьбовые, штифтовые, клем мовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения.

2) Неразъемные соединения не позволяют разъединять детали без их повреждений. Применение неразъемных соединений обуслов лено в основном технологическими и экономическими требованиями.

К этой группе соединений относятся заклепочные, сварные и соедине ния с натягом.

Источники:

1.Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин. – М.: Наука, 1988.

2.Биргер И. А., Иосилевич Г. Б. Резьбовые и фланцевые соединения. – М.:Машиностроение,1990.

3.Воробьев Н. В. Цепные передачи. – М.: Машиностроение, 1968.

4.Детали машин. Атлас конструкций. Под ред. Решетова Д. Н. Части I и II. = М.:Машиностроение, 1992.

5.Иванов М. Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирова ние. – М.: Высшая школа, 1975.

6.Иосилевич Г. Б. Детали машин. – М.: Машиностроение, 7.Кудрявцев В. Н. Детали машин. – Л.: Машиностроение, 1980.

8.Николаев Г. А., Винокуров В. А. Сварные конструкции. Расчет и проектирование. – М.: Машиностроение,1990.

Меркулов А. В. Т- Руководитель: ст.преподаватель Дубинина О.И.

АВТОМОБИЛИ БУДУЩЕГО:

ВОЗДУХ ВМЕСТО БЕНЗИНА В 2000 году многочисленные СМИ, в том числе ВВС, пророчи ли, что в начале 2002 года начнтся массовое производство автомоби лей, использующих воздух вместо топлива.

Поводом для такого смелого заявления послужила презентация автомобиля под названием e.Volution на выставке Auto Africa Expo2000, которая состоялась в Йоханнесбурге.

Изумлнной общественности сообщили, что e.Volution может без дозаправки проехать около 200 километров, развивая при этом скорость до 130 км/час. Или же в течение 10 часов со средней скоро стью 80 км/час. Было заявлено, что стоимость такой поездки обойдтся владельцу e.Volution в 30 центов. При этом весит машина всего 700 кг, а двигатель — 35 кг.

Революционную новинку представила французская фирма MDI (Motor Development International), которая тут же объявила о намере нии начать серийный выпуск автомобилей, оборудованных двигателем на сжатом воздухе.

Изобретателем двигателя является французский инженер моторостроитель Гай Негр (Guy Negre), известный, как разработчик пусковых устройств для болидов «Формулы 1» и авиационных двига телей.

Негр заявил, что ему удалось создать двигатель, работающий исключительно на сжатом воздухе без каких бы то ни было примесей традиционного топлива. Сво детище француз назвал Zero Pollution, что означает нулевой выброс вредных веществ в атмосферу.

Девизом Zero Pollution стало «Простой, экономичный и чис тый», то есть упор был сделан на его безопасность и безвредность для экологии.

Принцип работы двигателя, по словам изобретателя, таков:

«Воздух засасывается в малый цилиндр и сжимается поршнем до уровня давления в 20 бар. При этом воздух разогревается до 400 гра дусов. Затем горячий воздух выталкивается в сферическую камеру.

В „камеру сгорания, хотя в ней уже ничего не сгорает, под дав лением податся и холодный сжатый воздух из баллонов, он сразу же нагревается, расширяется, давление резко возрастает, поршень боль шого цилиндра возвращается и передат рабочее усилие на коленча тый вал.

Можно даже сказать, что „воздушный двигатель работает так же, как и обычный двигатель внутреннего сгорания, но только никако го сгорания тут нет».

Было заявлено, что выбросы автомобиля не опаснее углекислого газа, выделяемого при дыхании человека, двигатель можно смазывать растительным маслом, а электрическая система состоит всего лишь из двух проводов.

На заправку такого воздухомобиля требуется около 3 минут.

Представители Zero Pollution заявили, что для заправки «возду хомобиля» достаточно наполнить воздушные резервуары, располо женных под днищем автомобиля, что занимает около четырх часов.

Впрочем, в будущем планировалось построить «воздухозапра вочные» станции, способные наполнить 300-литровые баллоны всего за 3 минуты.

Предполагалось, что продажи «воздухомобилей» начнутся в Южной Африке по цене около $10 тысяч. Также говорилось о строи тельстве пяти фабрик в Мексике и Испании и трх — в Австралии.

Лицензию на производство автомобиля якобы уже получили больше дюжины стран, а южноафриканская компания вроде бы получила заказ на производство 3000 автомобилей, вместо запланированной экспери ментальной партии в 500 штук.

Но после громких заявлений и всеобщего ликования что-то произошло. Внезапно вс стихло и о «воздухомобиле» почти забыли.

Появление воздухомобилей на дорогах должно было стать серь езным вызовом традиционному транспорту.

Есть мнение, что экологичную разработку саботировали авто мобильные гиганты: предвидев приближающийся крах, когда выпус каемые ими бензиновые двигатели никому не будут нужны, они якобы решили выскочку «задушить на корню». Эту версию отчасти подтвер ждает Deutsche Welle: «Авторемонтные предприятия и нефтяные кон церны единодушно считают автомобиль с воздушным двигателем „не доработанным. Впрочем, это можно списать на их предвзятость.

Однако и многие независимые эксперты настроены скорее скеп тически, тем более что ряд крупных автомобилестроительных концер нов — например, „Фольксваген, — уже в 70-х и 80-х годах вели ис следования в этом направлении, но затем свернули их ввиду полной бесперспективности».

Почти такого же мнения придерживаются и защитники окру жающей среды: «Потребуется очень много времени, чтобы убедить автомобильных производителей начать выпуск „воздушных двигате лей.

Автомобильные компании уже потратили огромное количество денег на эксперименты с электрическими автомобилями, которые ока зались неудобными и дорогими. Им больше не нужны новые идеи».

Zero Pollution — двигатели с нулевым выбросом вредных ве ществ.

Однако ждать осталось недолго. Вероятно, уже в наступающем году мы точно узнаем, что же такое этот разработанный фирмой MDI двигатель на сжатом воздухе — революция в автомобилестроении.

Меркулов А. В. Т- Руководитель: ст. преподаватель Дубинина О.И АВТОМОБИЛИ БУДУЩЕГО В прошлом веке раса автомобилей подчинила себе человека, за ставив людей производить, холить и лелеять четырехколесные меха низмы. Паразитируя на двуногих, автомобили забрались в самые отда ленные уголки планеты. Сегодня можно констатировать: автомобили полностью захватили крупные города, прижились в мелких поселках, освоили пустыни, Сибирь и африканские саванны. Автомобили завое вали весь мир. В XXI веке автомобиль ждут значительные изменения:

из сильного захватчика человечества ему нужно превратиться в умно го диктатора. Если продолжать калечить людей в авариях, отравлять природу и пускать по ветру энергетические запасы планеты, то на сме ну автомобилям придут другие виды транспорта – более быстрые, бо лее чистые, более безопасные.

Двигатели с электронным приводом клапанов. Существую щий сегодня механический привод при помощи распредвалов уже мо рально устарел. Датчики положения клапанов, компьютер, обрабаты вающий информацию, и электропривод – позволяют управлять каж дым клапаном в отдельности с высокой точностью. Эта технология позволит двигателистам с высокой точностью дозировать подачу топ ливовоздушной смеси в камеру сгорания цилиндра и получить очень гибкий инструмент по настройке двигателя. (В производстве с года).

Внешние подушки безопасности. Чтобы сделать новомодный класс огромных внедорожников более дружелюбным при столкнове нии с маленькими машинками, большие машины оснастят внешними подушками безопасности. Подушка ставится под передний бампер внедорожника и срабатывает за мгновение до столкновения с препят ствием. Надувшаяся подушка значительно увеличивает площадь со ударения объектов, распределяя силу удара. Значительную часть энер гии удара погасит демпфирующая способность самой подушки безо пасности.( В производстве с 2011 года) Управление по проводам. Чтобы обезопасить водителя при столкновениях, следует убрать из салона один из самых опасных эле ментов конструкции автомобиля – рулевую колонку. В ближайшее время управление автомобилем будет осуществляться по проводам.

Поворот руля будут отслеживать специальные датчики, которые пере дадут сигналы к электромеханической системе управления углом по ворота передних колес. Уже сейчас существуют концепт-кары, где реализована система управления по проводам. До массового использо вания это новшество не доходит из-за законодательства, в котором записано, что управление автомобилем должно сохраняться даже при отказе всех электронных систем, то есть только за счет прямой меха нической связи. (В производстве с 2012 года) Система наблюдения за водителем. Суть системы в том, что бы не дать водителю отвлечься от дороги, заснуть или уделять излиш нее внимание пассажиру на соседнем сиденье, когда дорожная ситуа ция требует особой бдительности. Камера сканирует лицо водителя и определяет угол его поворота. Когда водитель отвернулся от дороги, а датчики зафиксировали препятствие по пути движения, пересечение автомобилем линии дорожной разметки или длительное время отвле чения от дороги, водитель немедленно будет приведен в чувство на зойливым звуковым сигналом. Уже в производстве (Lexus LS460) Цифровые камеры заднего вида. Вместо боковых зеркал бу дет гораздо проще устанавливать обычные цифровые камеры, которые должны передавать изображение заднего вида водителю на монитор в салоне.

В производстве с 2010 года Система распознавания дорожных знаков. Все дорожные знаки, встречающиеся на пути автомобиля, будут распознаваться сис темой распознавания образов и выводиться водителю на панель при боров или лобовое стекло. «Проморгать» какой-либо из дорожных знаков станет невозможно. На первом этапе водитель будет только оповещаться о наличии и содержании дорожных знаков. В дальней шем конструкторы могут принудительно заставлять автомобиль вы полнять предписания дорожных знаков. Например, снижать скорость до указанной на знаке ограничения скорости или останавливать авто мобиль перед знаком «кирпич». (В производстве с 2010 года) Биометрическая идентификация водителя. Для предотвра щения несанкционированного использования транспортных средств в автомобилях появится биометрическая идентификация водителя.

«Своего» водителя автомобиль узнает по отпечатку пальца, трехмер ной модели лица или по рисунку сетчатки глаза. Если водителя нет в списке допущенных к управлению, то автомобиль сообщит о попытке несанкционированного доступа на телефон хозяину, сопроводив со общение фотографией злоумышленника. Если водитель из числа «сво их», то автомобиль «вспомнит» персональные настройки положения руля, сиденья и боковых зеркал. (В производстве с 2009 года) Система коммуникации между автомобилями. Сидя в авто мобиле, водитель находится в информационном вакууме, он элемен тарно не представляет, что творится на дороге по пути его следования даже за ближайшим поворотом. Передавая сообщения от одного авто мобиля к другому по цепочке, водителю можно сообщить о пробке впереди через несколько километров, об опасности, об автомобиле, которому необходима помощь на дороге. Найдется еще немало пово дов автомобилям пообщаться между собой и в особо важных случаях поставить в известность водителя. (В производстве с 2015 года) Новикова А.И.БИО 301, Руководитель: к.т.н., доцент МищенкоЕ.В.

ГИРОСКОПЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ Гироскоп (отдр.-греч. «круг» и«смотрю») устройство, способ ное реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено, относительно инерциального пространства. Термин впервые введен Жаном (Бернаром Леоном) Фуков его докладе Фран цузской Академии Наук в 1852г. Доклад был посвящн способам экс периментального обнаружения вращения Земли в инерциальном про странстве. Этим и обусловлено название «гироскоп».

До изобретения гироскопа человечество использовало различ ные методы определения направления в пространстве. Издревле люди ориентировались визуально по удалнным предметам, в частности, по Солнцу. Уже в древности появились первые приборы: отвес и уровень, основанные на гравитации. В средние века в Китае был изобретн компас, использующий магнетизм Земли. В Европе были созданы аст ролябия и другие приборы, основанные на положении звзд. Гироскоп изобрл Иоганн Боненбергер и опубликовал описание своего изобре тения в 1817 г. Однако французский математик Пуассон ещ в 1813 г.

упоминает Боненбергера как изобретателя этого устройства. Главной частью гироскопа Боненбергера был вращающийся массивный шар в кардановом подвесе. В 1832 г. американец Уолтер Р. Джонсон приду мал гироскоп с вращающимся диском. Французский учный Лаплас рекомендовал это устройство в учебных целях. В 1852 г. французский учный Фуко усовершенствовал гироскоп и впервые использовал его как прибор, показывающий изменение направления (в данном случае, Земли), через год после изобретения маятника Фуко, тоже основанного на сохранении вращательного момента. Именно Фуко придумал назва ние «гироскоп». Фуко, как и Боненбергер, использовал карданов под вес. Не позже 1853 г. Фессель изобрл другой вариант подвески гиро скопа. Преимуществом гироскопа перед более древними приборами являлось то, что он правильно работал в сложных условиях (плохая видимость, тряска, электромагнитные помехи). Однако вращение ги роскопа быстро замедлялось из-за трения. Во второй половине XIX в.

было предложено использовать электродвигатель для разгона и под держания вращения гироскопа. Впервые на практике гироскоп был применн в 1880-х годах инженером Обри для стабилизации курса торпеды. В XX в. гироскопы стали использоваться в самолтах, раке тах и подводных лодках вместо компаса или совместно с ним.

Среди механических гироскопов выделяется роторный гиро скоп быстро вращающееся тврдое тело, ось вращения которого мо жет свободно изменять ориентацию в пространстве (рис. 1). При этом скорость вращения гироскопа значительно превышает скорость пово рота оси его вращения. Основное свойство такого гироскопа способ ность сохранять в пространстве неизменное направление оси вращения при отсутствии воздействия на него моментов внешних сил и эффек тивно сопротивляться действию внешних моментов сил. Это свойство в значительной степени определяется величиной угловой скорости собственного вращения гироскопа. Впервые это свойство использовал Фуков 1852 г. для экспериментальной демонстрации вращения Земли.

Благодаря этой демонстрации гироскоп и получил сво название.

Рисунок 1 – Схема гироскопа Вибрационные гироскопы устройства, сохраняющие плоскость своих колебаний при повороте основания. Этот тип гироскопов явля ется намного более простым и дешвым при сопоставимой точности по сравнению с роторным гироскопом. Например, вибрационные ги роскопы применяются в системе измерения наклона электрического самоката Сигвей. Система состоит из пяти вибрационных гироскопов, чьи данные обрабатываются двумя микропроцессорами. Именно такой тип гироскопов используется в мобильных устройствах, в частности, вiPhone 4и других.

Оптические гироскопы делятся на волоконно-оптические и ла зерные. Принцип их действия основан на эффекте Саньяка, открытом в 1913г.

Свойства гироскопа используются в приборах, гироскопах, ос новной частью которых является быстро вращающийся ротор, кото рый имеет несколько степеней свободы (осей возможного вращения).

Чаще всего используются гироскопы, помещнные в карданов подвес.

Такие гироскопы имеют три степени свободы, то есть он может со вершать три независимых поворота вокруг осей, пересекающихся в центре подвеса О, который остатся по отношению к основанию не подвижным. Гироскопы используются в виде компонентов как в сис темах навигации (авиагоризонт, гирокомпас и т.п.), так и в системах ориентации и стабилизации космических аппаратов.

Поскольку прецизионные гироскопы используются в системах наведения стратегических ракет большой дальности, во время холод ной войны информация об исследованиях, проводимых в этой области, классифицировалась как секретная.

На основе гироскопа создано большое количество игрушек. Са мыми простыми примерами таких игрушек являются йо-йо, волчок (юла) (рис. 2, а), модели вертолетов (рис. 2, б). Волчки отличаются от гироскопов тем, что не имеют ни одной неподвижной точки. Кроме того, существуют спортивные гироскопические тренажры (рис. 2, в).

а б в Рисунок 2 – Игрушки на основе гироскопа Источники:

1. Бутенин, Н.В., Лунц, Я.Л., Меркин, Д.Р. Курс теоретической меха ники: Учебник. В 2-х томах. Т. II.: Динамика. – СПб.: Лань, 2008. – 462с.

Петрашова Я.C.БИО 301, Руководитель: к.т.н., доцент МищенкоЕ.В.

ФЕРМЕНТЕРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В БИОТЕХНОЛОГИИ Стадия ферментации центральная среди этапов промышлен ного производства. Ферментация проходит в специальных емкостях, называемых ферментерами или биореакторами.

Технологическое оформление процессов промышленной био технологии в значительной мере определяется отношением микроор ганизма-продуцента к кислороду. При использовании аэробных куль тур ферментационное оборудование и нормы технологического режи ма подбираются таким образом, чтобы массообмен (перенос кислорода из газовой в жидкую фазу) обеспечивал поступление кислорода к клеткам в количествах, необходимых и оптимальных для данной куль туры в данной фазе роста.

Типовые ферментеры представляют собой вертикальные мко сти различной вместимости (малые от 1 до 10 л, многотоннажные более 1000 л) с минимальным числом штуцеров и передающих уст ройств /1-5/. Ферментеры снабжены паровой рубашкой, мешалками, барботерами, стерилизующими воздушными фильтрами, отбойниками, обеспечивающими необходимые температурный, газовый режим и гидродинамическую обстановку в биореакторе (т.е. процессы массо- и теплообмена) (см. рис.).

Рисунок – Общая схема ферментера В биореакторах имеются пробоотборники для отбора проб куль туральной жидкости в процессе биосинтеза. Могут быть и другие кон структивные особенности, учитывающие специфику биотехнологиче ского процесса. Работа отдельных узлов контролируется измеритель ными приборами, фиксирующими как параметры технологического процесса, так и отдельные физико-химические показатели культивиро вания (температуру стерилизации и культивирования, скорость враще ния мешалки, давление, расход воздуха или газов на аэрацию, пенооб разование, рН, рО2, рСО2 среды).

Мешалки, разбивая крупные пузырьки воздуха, разносят их по всему реактору и увеличивают время пребывания в культуральной среде. Эффективность распределения воздуха зависит от типа мешалки, числа оборотов, физико-химических свойств среды.

Биореакторы подразделяют на три основные группы:

1) реакторы с механическим перемешиванием;

2) барботажные колонны, через которые для перемешивания содержимого пропускают воздух;

3) эрлифтные реакторы с внутренней или внешней циркуляцией.

Важным элементом в конструкции ферментера являются теплообменные устройства. Применение высокопродуктивных штаммов биообъектов, концентрированных питательных сред, высокий удельный расход мощности на перемешивание все эти факторы сказываются на существенном возрастании тепловыделений, и для отвода тепла в ферментере устанавливают наружные и внутренние теплообменные устройства. Промышленные ферментеры, как правило, имеют секционные рубашки, а внутри аппарата змеевики.

Разработчики аппаратуры в нашей стране и за рубежом постоянно совершенствуют конструкции биореакторов. Так, например, фирма New Brunswick Scientific Co., Inc. (США) предложила следующие типы ферментеров: Био-Фло III, Микрос I. В Датской мультинациональной компании Gist-Brocades в 1987 г. сконструирован и изготовлен самый большой промышленный ферментер для производства пенициллина (200 м3).



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.