Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. Випуск 5. Частина 1. - 2022

Permanent URI for this collection

https://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/12335

Browse

Now showing 1 - 20 of 35

Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки
(ЦНТУ, 2022)
У науковому віснику представлені статті, присвячені проблемам проектування, експлуатації та ремонту сільськогосподарської техніки і транспортних засобів, технології виробництва, транспортних технологій та логістики, будівництва, матеріалознавства, IT-технологій, роботизації, автоматизації в промисловості та сільському господарстві. Наведені практичні рекомендації до використання результатів досліджень у галузях народного господарства. Науковий вісник є фаховим виданням, в якому публікуються основні результати наукових досліджень професорсько-викладацького складу, аспірантів, докторантів університету, а також науковців інших навчальних закладів, науково-дослідних інститутів НАНУ та промислових підприємств України. Збірник розрахований на наукових, науково-технічних працівників різних галузей науки та техніки, ЗВО, здобувачів вчених ступенів і звань.
Дослідження безпеки дорожнього руху на автошляхах
(ЦНТУ, 2022) Ляшук, О. Л.; Цьонь, О. П.; Дзюра, В. О.; Бабій, М. В.; Кристопчук, М. Є.; Лисенко, С. В.; Бодоряк, Ю. Д.; Lyashuk, О.; Tson, O.; Dzyura, V.; Babii, М.; Krystopchuk, M.; Lysenko, S.; Bodoriak, Yu.
Проаналізовано показники безпеки дорожнього руху на автошляхах України, на прикладі Тернопільської області. Встановлено, що на даний час у світі дорожньо-транспортні пригоди являються однією із основних причин смертності та інвалідності людей, та створюють щорічні втрати ВВП у розмірі від 1 до 3%. Досліджено, що за січень – липень 2021 року на вулично-дорожній мережі Тернопільської області зареєстровано 1509 дорожньо-транспортних пригод, що на 19% більше ніж за аналогічний період минулого року (2020 рік – 1271 ДТП). Запропоновано організаційні заходи для підвищення безпеки руху на вулично-дорожній мережі. The indicators of road safety on the roads of Ukraine, on the example of Ternopil region are analyzed. It is established that currently in the world road accidents are one of the main causes of death and disability, and create annual GDP losses of 1 to 3%. It is investigated that for January - July 2021 on the street and road network of Ternopil region 1509 road accidents were registered, which is 19% more than for the same period last year (2020 - 1271 accidents). Organizational measures to improve traffic safety on the road network are proposed. Measures to improve traffic safety on the city's road network are divided into three main areas. The first direction was to organize traffic directly on the road network, the second - in the development of public transport and giving priority to travel. From the point of view of traffic safety, the construction of plans for coordination of traffic light facilities taking into account the movement of public transport can be an acceptable method. The third direction is the direct informational impact on drivers of vehicles.
Вплив конструктивних і експлуатаційних факторів на стійкість руху автопоїзда з причепом категорії О1
(ЦНТУ, 2022) Сахно, В. П.; Шарай, С. М.; Мурований, І. С.; Онищук, В. П.; Човча, І. В.; Sakhno, V.; Sharay, S.; Murovany, I.; Onyshchuk, V.; Chovcha, I.
Питання стійкості й керованості автомобілів і автопоїздів (АТЗ) у зв'язку з їх практичною важливістю вивчалися багатьма дослідниками. Якщо питання перевезення великогабаритних вантажів вивчені достатньо добре, то для перевезення малотонажних вантажів, для яких використовуються малотонажні автопоїзди з простими одно- або двовісними причепами, питання стійкості вивчені не в повній мірі. Рекомендації щодо зміни конструктивних параметрів для поліпшення того або іншого виду стійкості різні і часом знаходяться в суперечності з вимогами по забезпеченню інших експлуатаційних якостей автомобіля, зокрема, його плавності ходу і прохідності. The issues of stability and controllability of cars and road trains (ATZ) in connection with their practical importance have been studied by many researchers. If the issues of transportation of bulky goods are studied well enough, then for the transportation of light cargo, which uses low-capacity road trains with simple single- or two-axle trailers, the issues of stability are not fully studied. Recommendations for changing the design parameters to improve a particular type of stability are different and sometimes contradict the requirements for other performance of the car, in particular, its smoothness and passability. Qualitative assessment of stability is performed on the basis of the general theory of stability of motion AM Lyapunov. Steady motion according to Lyapunov is realized in a previously unknown region of initial perturbations, which are called the region of attraction of undisturbed motion. There is a problem of defining the boundaries of this area. To solve it, the system of equations of plane-parallel motion of a road train with a trailer of category O1 was improved, from which the critical speed of rectilinear motion and the rate of oscillation instability were determined, and the factors influencing its numerical value were analyzed. The analysis of calculations showed that in the event of perturbation at speeds up to 31 m / s (30.8 m / s) the nature of changes in the lateral and angular velocities of the traction vehicle during the transient process is extinguished. Under the same conditions, when the velocity increases above 31 m / s (31.5 m / s), the nature of the change in lateral and angular velocities also fades, but there are fluctuations. At increase in speed to 32 m / s fluctuations of parameters of movement will be divergent that will lead to loss of stability and impossibility of the further movement. This movement should be considered unstable, which should be avoided. The stability of motion can be judged to a greater extent by the magnitude of the lateral accelerations acting in the center of mass of the individual links. The stability of the road train under consideration at nominal parameters of loading, air pressure in tires of all wheels, symmetrical loading of the trailer, loading on the traction coupling device within 500 N is provided, in particular critical speed of rectilinear movement made 33,97 m / s. oscillating instability 31.5 m / s), which is much higher than the normalized value of the maximum speed for road trains with trailers of category O1 (25 m / s), the maximum lateral acceleration when performing maneuvers such as circular motion, steering wheel jerk and "shift" is not exceeded the maximum allowable 0.45g.
Прогнозування параметрів кузовних машин для внесення твердих органічних добрив
(ЦНТУ, 2022) Лімонт, А. С.; Лімонт, З. А.; Limont, A.; Limont, Z.
Мета статті полягала в обґрунтуванні тенденції зміни основних масово-розмірних параметрів кузовних машин для внесення твердих органічних добрив залежно від їх вантажопідйомності. Здійснений аналіз конструкцій машин виробництва підприємствами на території колишнього Радянського Союзу та сучасної України. Методи дослідження базувалися на вивченні основних споживчих параметрів машин з використанням відомостей, що наведені в Каталогах сільськогосподарської техніки і рекламній інформації підприємств-виробників кузовних машин. Опрацювання і узагальнення зібраних даних здійснені на засадах кореляційно-регресійного аналізу та з використанням стандартних комп’ютерних програм. За факторіальну ознаку в дослідженні прийнята вантажопідйомність машин, а за результативні – їх маса та габаритні довжина, ширина і висота. З’ясовано, що залежно від вантажопідйомності машин їхні габаритні довжини і висота зростають за прямолінійними залежностями з визначеними кутовими коефіцієнтами. Зміна габаритної ширини кузовних машин для внесення твердих органічних добрив залежно від вантажопідйомності машин описується рівнянням зростаючої гіперболи. The purpose of the article was to substantiate the trend of changing the basic mass and dimensional parameters of body machines for the application of solid organic fertilizers depending on their capacity. The analysis of constructions of machines of production by the enterprises in the territory of the former Soviet Union and modern Ukraine is carried out. The research methods were based on the study of the main consumer parameters of machines using the information provided in the Catalogs of agricultural machinery and advertising information of enterprises-manufacturers of body machines. Processing and generalization of the collected data is carried out on the basis of correlation-regression analysis and using standard computer programs. The load-bearing capacity of the machines was taken as a factorial feature in the study, and their weight and overall length, width and height were taken as effective. The range of variation, arithmetic mean, standard deviation and coefficient of variation of factorial and performance characteristics are determined. There is a positive correlation between the mass of body machines, their overall length, width and height and load capacity of the machines with correlation coefficients of 0.959, respectively; 0.9000; 0.721 and 0.864 for correlation ratios of performance traits to factorial in the same sequence 0.960; 0.862; 0.859 and 0.840. According to certain correlation indicators, depending on the load capacity of the machines, the effective characteristics should increase. To finally clarify the nature and form of communication, the experimental values of the performance characteristics were aligned depending on the load capacity of the machines by the equations of direct power and logarithmic functions and exponents and hyperbolas. According to the calculated R2-coefficients, the best approximation to the experimental values of machine mass and overall length and height was provided by approximation of their change depending on load capacity by equations of lines with positive angular coefficients, and to experimental values of dimensional width by approximation of. It was found that depending on the load capacity of machines, their overall lengths and heights increase in a straight line with certain angular coefficients. The change in the overall width of the body machines for the application of solid organic fertilizers depending on the load capacity of the machines is described by the equation of increasing hyperbola.
Ризики впровадження штучного інтелекту в комп’ютерні системи
(ЦНТУ, 2022) Марченко, К. М.; Оришака, О. В.; Марченко, А. К.; Мельник, А. М.; Marchenko, K.; Oryshaka, О.; Marchenko, А.; Melnick, А.
У статті розглянуті питання автоматизованої обробки інформації в комп’ютерних системах. Розглянуті вимоги, яким повинні відповідати комп’ютерні системи. Підкреслюється неможливість забезпечення абсолютної надійності алгоритмів та програмного забезпечення комп’ютерні системи, отже, повної адекватності отриманих рішень. Проаналізовані сфери використання штучного інтелекту та зроблені висновки про доцільність та безпечність його впровадження в окремих галузях з точки зору безпеки життєдіяльності людей та охорони праці. Since the absolute reliability of computer systems and the results of information processes that run in them can not be guaranteed, the task of research is to identify critical areas where such errors and failures are unacceptable. The main problems with the introduction of artificial intelligence in computer systems are the inability to predict all real situations and program the behavior of the machine adequately to them, lack of reliability and software errors. The input on which artificial intelligence is taught may be incorrect. In addition, artificial intelligence systems are influenced by the way of thinking and values of its developers, who are not always familiar with psychology, sociology and other humanities. These shortcomings during the use of artificial intelligence systems have led to many incidents, including fatal. The analysis of the sample of artificial intelligence error messages allowed us to determine which areas are critical errors, ie where the use of artificial intelligence systems is associated with significant risk. In particular, these are such areas as medicine, military affairs, transport, manufacturing, where people and robotic systems cooperate, hazardous industries, energy, social management, legal institutions and more. Currently, there is no regulatory and legal framework for the use of artificial intelligence, so its implementation is spontaneous, which leads to unpredictable results and accidents. Artificial intelligence used in critical infrastructures, in areas related to human health and life, belongs to the category of high risk. Based on the analysis and due to the impossibility of ensuring the absolute reliability of computer systems and their software, the authors do not recommend the use of artificial intelligence in areas related to safety, health and human life, especially large human teams. Devices using artificial intelligence systems should be marked with messages about its use with a clear warning about the partial reliability of the device in terms of safety and consumer responsibility for the use of such a device. The authors strongly discourage the use of artificial intelligence in responsible decision-making in areas related to the security of large groups of people.
Дослідження впливу вертикальних коливань штанги обприскувача на рівномірність обприскування
(ЦНТУ, 2022) Бабій, A. В.; Дзюра, В. О.; Головецький, І. В.; Babii, A.; Dzyura, V.; Holovetskyi, I.
На сучасному етапі розвитку технологій вирощування сільськогосподарських культу технологічна операція обприскування залишається актуальною. Цим методом виконують хімічний захист рослин, а також їх підживлення. Основними машинами залишаються штангові обприскувачі. Від технічної ефективності обприскування залежить кінцевий результат – урожайність культури. Серед інших чинників, які потрібно витримати при хімічному захисті, є дотримання норми виливу на одиницю цільової площі. Виходячи з цього, в роботі виконано аналіз чинників, які впливають на технічну ефективність обприскування. Серед них виділено вплив положення штанги на дотримання норми виливу робочого препарату на одиницю площі. Для реалізації мети роботи, яка полягає у віднаходження допустимої амплітуди коливання штанги, виконано аналіз ряду літературних джерел, звідки встановлено взаємозв’язок між висотою розміщення штанги над об’єктом обробки та нормою виливу. На основі отриманих критеріїв побудовано графоаналітичну модель, яка пов’язує висоту встановлення штанги над оброблюваною площею та кількісну витрату через розпилюючий пристрій на одиницю площі обробки. Реалізацією моделі є числовий експеримент, який дозволив отримати відсоткові числові значення нерівномірності покриття площі обробки. Такі результати отримано для моделей, які імітують обприскування площ при суцільному внесенні робочого препарату та обробку просапних культур. At the present stage of development of technologies for growing agricultural crops, the technological operation of spraying remains relevant. This method performs chemical protection of plants and their nutrition as well. Bar sprayers are still the main machines. The final result - crop yield depends on the technical efficiency of spraying. Other factors that need to be maintained in chemical protection include compliance with the rate of outflow per unit target area. Based on this, the factors that affect the technical efficiency of spraying were analyzed. Among them, the influence of the position of the rod on compliance with the rate of outflow of the working solution per unit area is highlighted. To realize the purpose of the work, which is to find the allowable amplitude of oscillation of the rod, an analysis of a number of literature sources was done. From there, the link between the height of the rod above the treatment object and the pour rate is established. Based on the obtained criteria, a model is constructed, which connects the height of the bar installation above the cultivated area and the quantitative flow through the spraying device per unit of processing area. The implementation of the model is a numerical experiment, which allowed to obtain the percentage numerical values of the uneven coverage of the processing area. Such results were obtained for models that simulate spraying of areas with continuous application of the working solution and treatment of row crops. According to calculations, the following results were obtained. When continuous application of the working solution and the use of sprays with a spray angle , the minimum installation height of the bar above the workpiece must be ≥0,15 m; for sprayers with – height ≥0,15 m. When processing row crops with rows of 0,45 m and the width of the effective area of spraying 0,15 m, we will have: for sprays the minimum optimum height of installation of a bar is 0,6 m – amplitude ±0,045 m; for sprayers with – 0,43 m ±0,04 m. When processing row crops with rows of 0,7 m and an effective spraying area of 0,3 m, we will have: for sprays the minimum optimum height of installation of a bar is 0,6 m – amplitude ± 0,08 m; for sprayers with – 0,6 m.
Методи та підходи до моделювання ефективності цілей операцій в транспортних системах
(ЦНТУ, 2022) Голуб, Д. В.; Holub, D.
Наведено методи та підходи до моделювання цілей операцій в транспортних системах, що дає змогу отримати не лише цілеспрямовані, але і гнучко орієнтовані рішення при виборі стратегії прогнозування їх роботи. Визначені часткові завдання ухвалення рішень для структуризації початкової інформації з використанням методу відображень. Дано класифікацію факторів за характером невизначеності, що є одним з результатів рішення завдання аналізу невизначеності. Сформульовані завдання, що дозволяють оперативно отримувати, аналізувати і обробляти інформацію. Представлено формалізовану постановку завдання формування початкової множини стратегій моделі проблемної ситуації в транспортній системі. З'ясовано, що багато компонент завдання формування початкової множини стратегій явно не задані і евристично формуються особою, що приймає рішення. З урахуванням показника надійності транспортних систем визначено основні напрямки вирішення проблеми задоволення суперечливих вимог до множини початкових стратегій. Узагальнено сукупність ознак, що можуть бути покладені в основу класифікації завдань ухвалення рішень в транспортній системі за ознакою міри визначеності інформації про проблемну ситуацію. Methods and approaches to modeling the goals of operations in transport systems are given, which allows to obtain not only purposeful, but also flexibly oriented solutions when choosing a strategy for forecasting their work. Partial decision-making tasks for structuring the initial information using the mapping method are defined. The classification of factors by the nature of uncertainty is given, which is one of the results of solving the problem of uncertainty analysis. Tasks are formulated that allow to quickly receive, analyze and process information. A formalized formulation of the problem of forming the initial set of strategies for modeling the problem situation in the transport system is presented. It was found that on the one hand, the set of alternatives between the desired result and the conditions of its implementation should be as wide as possible, which will ensure freedom of choice of the decision-maker and minimize the possibility of missing the optimal decision. It is determined that the initial set of strategies should be comprehensive and, therefore, quite narrow, which will allow the decision-maker to verify the alternatives on the available models with resource constraints. It was found that many components of the task of forming the initial set of strategies are clearly not set and are heuristically formed by the decision maker. Taking into account the indicator of reliability of transport systems, the main directions of solving the problem of satisfying conflicting requirements for many initial strategies are identified. It is found that the need, in the general case, to consider not one model, but their multilevel hierarchy is determined by the peculiarity of the efficiency study scheme, in which the description of the higher level depends on generalized and factorized lower level variables. The mathematical formula of the criterion of adaptability in the choice of solutions is given. The set of features that can be used as a basis for the classification of decision-making tasks in the transport system on the basis of the degree of certainty of information about the problem situation is generalized.
Методика розрахунку несучої здатності сонячних панелей як елемента забезпечення енергоефективності будівель
(ЦНТУ, 2022) Настоящий, В. А.; Пашинський, В. А.; Пашинський, М. В.; Якименко, М. С.; Nastoyashchiy, V.; Pashynskyi, V.; Pashynskyi, M.; Yakimenko, S.
Запропонована методика розрахунку несучої здатності сонячних панелей, розташованих на дахах малоповерхових будинків. Отримані робочі формули для визначення допустимого прольоту панелі типової конструкції залежно від навантажень, відношення розмірів її сторін та кута нахилу до горизонту. З урахуванням кліматичних навантажень у м. Кропивницький встановлено, що вирішальним є розрахунок за вимогами другого граничного стану. Допустимий проліт сонячної панелі з обшивками із загартованого скла товщиною 3 мм може змінюватися від 0,68 м до 1,36 м. Extensive use of solar panels for providing low-rise buildings with electricity has led to the development of methods for assessing the load-bearing capacity of solar panels, taking into account the size of the panel, the angle of inclination to the horizon and climatic loads in a given geographical area. The solar panels are calculated as plates hinged along the contour. Self-weight loads of the panel, snow, wind and ice loads are determined according to DBN B.1.2-2: 2006 "Loads and impacts" and are reduced to a component that is normal to the plane of the panel. Working formulas were obtained for determining the extreme and operational design values of loads, checking the strength and deflection of panels, as well as the maximum allowable spans according to the criteria of strength and structural rigidity. An example of calculation of solar panels placed at angles of inclination to the horizon from 15° to 75° on the roof of a building in Kropyvnytskyi were performed. Strength checks should be performed on combinations of panel self-weight, snow and maximum wind pressure. Deflection check at small angles of panels inclination is carried out taking into account the same combination of loads, and at big angles of inclination - taking into account only ice load. In all cases, the condition of rigidity is decisive. Permissible span L (smaller size) of a solar panel with 3 mm tempered glass sheathing in the conditions of Kropyvnytskyi varies from 0.68 m to 1.36 m. It increases as the angle of inclination increases and as the B/L ratio approaches to 1. The allowable span varies by 13…16% with length ratio of the larger side of solar panel to the smaller one in the range from 1.4 to 2.0. This allows to take the values of the allowable span, corresponding to the ratio of the parties B/L=2.0 in order to simplify the safety margin. The obtained working formulas and their implementation in the form of a calculation sheet in Microsoft Excel allows to perform similar calculations for other source data. Further research focuses on the establishment of allowable spans of solar panels of typical design in the conditions of each of the regions of Ukraine.
Організація контролю викидів шкідливих речовин цементного заводу
(ЦНТУ, 2022) Лізунков, О. В.; Lizunkov, O.
Будівництво автомобільних доріг в Україні з цементобетонним покриттям потребує збільшення виробництва цементу на існуючих цементних заводах України за рахунок інтенсифікації технологічних процесів, що збільшує викиди шкідливих речовин в атмосферу, впливає на стан здоров'я робітників заводу та викликає забруднення навколишніх населених пунктів. Внаслідок реорганізації Санітарно-епідеміологічної служби України, скасування дії частини нормативних документів, за якими проектувалися діючі цементні заводи, виникає потреба розглянути питання організації контролю викиду шкідливих речовин в сучасних умовах, що рекомендується враховувати при розробці проекту організації будівництва нових підприємств. The increase in cement production at the existing cement plants of Ukraine may lead to an increase in emissions of harmful substances into the atmosphere due to the intensification of technological processes. The second way to increase cement production is to design and build new cement plants. In this case, at the stage of project development, it is important to take into account the requirements for the control of air pollution during the operation of the cement plant. The issues of organization of control of air pollution by industrial dust of cement plant by creation of new and operation of the existing fixed points and route posts of control of concentration of industrial dust in atmospheric air are considered in the work. The number and location of the fixed checkpoints for the concentration of industrial dust depends on the number of people living close to the enterprise, and in the case of construction of new plants, it may be necessary to organize additional fixed points. As a result of the reorganization of the Sanitary and Epidemiological Service of Ukraine, the abolition of some regulations, some functions of sanitary supervision were transferred to the State Food and Consumer Service of Ukraine and the State Environmental Service of Ukraine, so there is a need to consider the organization of project of organization of construction of new enterprises. The author considers the requirements of the current State Sanitary Rules for Atmospheric Air Protection of Settlements (from chemical and biological pollution), the method of calculating concentrations in the air of harmful substances contained in emissions of enterprises, standards of Ukraine for air quality control. Conclusions: intensification of technological processes at cement plants leads to an increase in emissions of harmful substances into the atmosphere, which requires constant monitoring of air pollution. Due to the abolition of some regulations and standards, it is necessary to consider the organization of control of emissions of harmful substances from cement plants in accordance with current standards of control bodies. To take into account the development of the project of organization of construction of the cement plant system of external control over emissions of harmful substances at stationary and route checkpoints.
Планування діяльності автотранспортного підприємства. Методичні аспекти
(ЦНТУ, 2022) Ляшук, О. Л.; Плекан, У. М.; Цьонь, О. П.; Пиндус, Т. Б.; Lyashuk, О.; Plekan, U.; Tson, О.; Pyndus, Т.
У статті обґрунтовано залежність ефективного функціонування автотранспортних підприємств від правильно сформованого плану розвитку на коротко- та довгострокову перспективу. Узагальнено науково-методичний інструментарій планування соціально-економічної діяльності автотранспортних підприємств. Запропоновано схему планування програми (проекту) соціально-економічного розвитку підприємств. Окреслено процеси формування карти результатів та рамки результатів як основних складових прогнозування подальшого соціально-економічного розвитку автотранспортних підприємств. The purpose of research is to analyze and summarize the main scientific and methodological aspects of planning socio-economic activities of motor transport enterprises. The article analyzes and summarizes the main scientific and methodological aspects of planning socio-economic activities of motor transport enterprises and substantiates the dependence of effective functioning of motor transport enterprises on a properly formed development plan in the short and long term. The scientific and methodological tools for planning the socio-economic activities of motor transport enterprises are generalized. A number of methods are described by which the activity of motor transport enterprises can be planned. In particular, the methods are analyzed: extrapolation, scenario creation, mental attack, factor analysis, forecasting by models of time series and leading indicators, methods of multifactor forecasting, expert evaluation, building a "tree" of decisions. The scheme of planning the program (project) of social and economic development of motor transport enterprises is offered. Stages of planning are presented, including: planning of works on improvement of separate kinds of activity, definition of interested parties, identification and analysis of potential problems, formulation of vision, formation of a map of results, formation of a framework of results. The documentation of each stage of planning is shown, including: drawing up of the plan (schedule) of works, schemes of interested parties, the list of priority problems, a tree of problems, the concept of vision of each of priority problems, maps of results on each of priority problems. enterprises. Since the stages of formation of the map of results and the general table of results of the project lay the foundation for the creation of a system of further monitoring of socio-economic development of the transport enterprise, the article pays special attention to these stages. Modern approaches to planning provide clarity of transformations of a single enterprise aimed at ensuring sustainable and dynamic development. Thus, the planning of the development of the motor transport enterprise provides an important mechanism for regulating socio-economic processes at the macro level.
Динаміка відносних крутильних коливань при формуванні регулярного мікрорельєфу на внутрішніх циліндричних поверхнях
(ЦНТУ, 2022) Дзюра, В. О.; Марущак, П. О.; Радик, Д. Л.; Сокіл, М. Б.; Dzyura, V.; Maruschak, P.; Radyk, D.; Sokil, M.
Проведено аналіз сучасних літературних джерел на предмет пошуку математичних моделей, що описують динаміку процесу формування регулярного мікрорельєфу на внутрішній циліндричній поверхні деталей, газотранспортного обладнання, які працюють у важких умовах експлуатації, з метою збільшення їх ресурсу. Встановлено, відсутність математичних моделей, що описують даний процес та особливості його здійснення при точковій дії деформуючого елементу на поверхню заготовки. Розглянуто формувальні рухи, які супроводжують процес формування регулярного мікрорельєфу на внутрішній циліндричній поверхні заготовки та проаналізовано рушійні сили, що супроводжують цей процес. На основі проведеного аналізу розроблено математичну модель динамічного процесу формування регулярного мікрорельєфу на внутрішній циліндричній поверхні деталі. Особливістю цього процесу є те, що процес формування мікрорельєфу відбувається зосередженою силою, точка прикладання якої по відношенню до деталі постійно змінюється у радіальному та осьовому напрямках, а відтак математична модель яка описує цей процес буде із дискретною правою частиною. Запропоновано таку дію моделювати за допомогою дельта функцій Дірака із лінійною та часовою змінними, використовуючи метод регуляризації вказаних особливостей, зокрема існуючі методи інтегрування відповідних нелінійних математичних моделей крутильних коливань деталі. Отримано аналітичні співвідношення які описують ці коливання в процесі формування регулярного мікрорельєфу. Використавши програмне забезпечення Maple побудовані 3D зміни кута закручування в залежності від різних значень вихідних даних. Проведені дослідження дозволять враховувати крутильні коливання, що особливо актуально для довгомірних циліндричних деталей, таких як гільзи гідроциліндрів, деталі бурових механізмів та інші. An analysis of modern literature sources to search for mathematical models describing the dynamics of the process of forming a regular microrelief on the inner cylindrical surface of parts, gas transmission equipment operating in severe operating conditions, in order to increase their life. It is established that there are no mathematical models describing this process and the peculiarities of its implementation under the point action of the deforming element on the workpiece surface. The molding movements accompanying the process of forming a regular microrelief on the inner cylindrical surface of the workpiece are considered and the driving forces that accompany this process are analyzed. On the basis of the conducted analysis the mathematical model of dynamic process of formation of a regular microrelief on an internal cylindrical surface of a detail is developed. The peculiarity of this process is that the process of microrelief formation occurs by a concentrated force, the point of application of which in relation to the part is constantly changing in radial and axial directions, and then the mathematical model describing this process will be with a discrete right. It is proposed to model such an action using Dirac delta functions with linear and temporal variables, using the method of regularization of these features, in particular, existing methods of integrating the corresponding nonlinear mathematical models of torsional oscillations of a part. Analytical dependences are obtained, which describe these oscillations in the process of formation of a regular microrelief. Using Maple software, 3D changes in the torsion angle depending on different output values are constructed.
Підвищення ефективності роботи машинобудівного підприємства на основі логістично-спрямованого підходу
(ЦНТУ, 2022) Головатий, А. О.; Holovatyi, А.
На базі типового машинобудівного підприємства розглянуто проблему підвищення ефективності його функціонування використанням логістично-спрямованого підходу. Визначено основні процеси виробничої діяльності в рамках конкретного машинобудівного підприємства, на якому виділено виробничу, виробничо-збутову або постачальницько-виробничо-збутову системи. З’ясовані питання щодо створення на підприємстві логістичної системи та його логістичного управління в умовах логістичного оточення з урахуванням факторів макро-, мезо- і мікросередовища. Виходячи з логістично-спрямованого підходу побудовано структуру підприємства, визначена його логістична місія на кожному етапі виробничо-господарської діяльності. В рамках кібернетичного підходу ланку логістичної системи представлено як визначений елемент перетворення матеріальних і інформаційних потоків. Запропоновано векторне рівняння цього перетворення з урахуванням сукупності характерних векторів. Показано, що сукупність логістичних дій реалізується в постачальницькій, виробничій або збутовій сферах. Визначені критерії ефективного логістичного управління. Наведена їх реалізація на прикладі мінімуму загальних логістичних витрат і максимуму прибутку від виконаних усіх логістичних дій. Розглянуто формалізацію завдання ефективного логістичного управління на машинобудівному підприємстві за мінімізацією загальних логістичних витрат. On the basis of a typical machine-building enterprise the problem of increasing the efficiency of its operation using a logistics-oriented approach is considered. The basic processes of production activity within the limits of the concrete machine-building enterprise on which production, production-sales or supplier-production-sales systems are allocated are defined. The issues of creating a logistics system at the enterprise and its logistics management in the logistics environment, taking into account the factors of macro-, meso- and micro-environment. Based on the logistics-oriented approach, the structure of the enterprise is built, its logistics mission at each stage of production and economic activity is determined. Within the cybernetic approach, the link of the logistics system is presented as a certain element of the transformation of material and information flows. The vector equation of this transformation taking into account the set of characteristic vectors is offered. It is shown that the set of logistics actions is implemented in the supply, production or sales areas. Criteria for effective logistics management are defined. Their implementation is given on the example of the minimum total logistics costs and the maximum profit from all logistics activities. The formalization of the task of effective logistics management at a machine-building enterprise to minimize overall logistics costs is considered.
Підвищення подачі шестеренних насосів засобів транспорту та сільськогосподарської техніки
(ЦНТУ, 2022) Кулєшков, Ю. В.; Красота, М. В.; Руденко, Т. В.; Пузирьов, О. Л.; Зворигін, К. В.; Kuleshkov, Yu.; Krasota, M.; Rudenko, T.; Puzyrov, O.; Zvoryhin, K.
Одним з напрямів подальшого вдосконалення конструкції шестеренних насосів гідроприводу сільськогосподарських машин та засобів транспорту є підвищення його питомих показників подачі. Математична модель подачі шестеренного насоса, що пропонується дозволяє визначити параметри зубчастого зачеплення, які мають найбільший вплив на питому подачу шестеренного насоса. The purpose of this publication is to develop a mathematical model of the gear pump, which will develop a method for calculating the gearing of the pump with increased specific feed. One of the promising areas for further development of the gear pump is to increase its supply. And if the design of the pump with high flow is solved by increasing its dimensions - is an engineering problem, then increase the flow while maintaining its dimensions, ie increase the specific flow and specific power of the pump is a rather difficult scientific problem. Using the dimensionless GCUR - it is possible to estimate easily advantages of gearing of any two pairs of gear wheels on giving.From the dependences we see that the GCUR does not depend on the gearing module, which is an unexpected result, because it is known that the module plays a major role in increasing the supply of the pump. It is known that the gearing module plays the role of a scale factor, that is, with the growth of the module increases the RON, but the overall dimensions and weight of the pump increase. Therefore, increasing the RON by increasing the gearing module has its limitations, moreover, this method of increasing the feed is not able to increase the specific feed, and therefore does not increase the technical level of the pump on this parameter The results of the above studies, as well as production experience, show that the most significant effect on the volume utilization of the gear rings has the number of teeth of the pump gears. At the same time, reducing the number of teeth helps to increase the utilization rate of the gear rings. The minimum number of gear teeth z = 8 currently in use in the industry is teeth, which is the classic number of teeth of pump gears with an average value of working volume –q = 32…50 см3
Напружений стан гнучких пластин з отвором
(ЦНТУ, 2022) Кривоблоцька, Л. М.; Kryvoblotska, L.
Дана постановка і метод розв’язку класу задач з нелінійної механіки гнучких пластин з отвором; для цього сформульовані граничні умови; запропоновано метод розв’язку – розклад по безрозмірному параметру моментного навантаження; в результаті отримана послідовність ліній них граничних задач для визначення прогинів і функцій напружень для пластинки в довільному наближенні. Розв’язана неосесиметрична задача про згин гнучкої пластинки з отвором; одержано формули для обчислення прогинів і функції напружень. The article is dedicated to solving of problems of nonlinear mechanics of plates and shells – problems about stress-deformed state of flexible plates with hole under action of moment loading on “infinity”. Solve of problems is offered to find with method of expansion of parameter of the external loading. During the solving was determined, that the value of bending and power descriptions unlimitedly increase at breaking from the edge of hole. For elaboration of regularization methods was conducted the survey and analysis of problems from different fields of mechanics. On the basis of this survey was formed the new approach to the solving of problem of regularization: it is offered to change the usual notions about particular sum of series and methods of their summing. It is created such methods of linear and nonlinear summing, when in summable functions the arbitrary parameters and functions enter. On basis of this method was solved the new geometrical-nonlinear problems of plates and shells mechanics in nonaxes-symmetrical axes-symmetrical arrangement about bending on “infinity” with moment loading of plates with hole. It is established, that the finding numeral data, diagrams do not conflict with the usual notions about stress-deformed conditions of plates with hole; definite mechanical effects are got. The methods of regularization are approved on test problems. It is grounded mathematically, that the got solutions to equilibrium equations with some asymptotical exactness and exactly to the linear limit conditions, if the operators of initial problem will be polylinear.
Підвищення ефективності конструкції кованого дворогого гака
(ЦНТУ, 2022) Портнов, Г. Д.; Тихий, А. А.; Дарієнко, В. В.; Пукалов, В. В.; Portnov, G.; Tykhyi, А.; Dariienko, V.; Pukalov, V.
Запропоноване вдосконалення вантажних дворогих гаків ГОСТ 6628-73, яке теоретично дозволяє зменшити масу на 7% при збереженні експлуатаційних властивостей. Проведено аналіз впливу форми кованого дворогого гака на його ефективність. Побудована модель для вивчення напружено – деформованого стану кранового гака в умовах максимального навантаження, придатна до утворення конфігурацій номерів гака. Визначені найменш навантажені елементи моделі за допомогою візуалізації розподілених напружень. An improvement of standard cargo two-horned hooks is proposed, which theoretically allows to reduce the weight by 7% while maintaining performance. The analysis of influence of the form of the forged two-horned hook on its efficiency is carried out. The model for studying the stress - strain state of the crane hook under conditions of maximum load, suitable for the formation of configurations of hook numbers. The modeling of solid objects is carried out, which allows to analyze the structures made according to the scheme of the curved beam with an accuracy greater than that allowed by the theoretical calculation. The least loaded elements of the model are determined by visualization of distributed stresses. Comparison of world standards of two-horned hooks shows a significant difference in material efficiency with the same classes and groups of classification. To study the stress - strain state of the crane hook under conditions of maximum load in the program SolidWorks built a model suitable for the formation of hook configurations. The stress-strain state of the models was determined for two load variants. The load on both hooks of the hook is distributed evenly and the load is suspended on one horn. Experience in the operation of standardized hooks has determined the ergonomics of the surfaces of products in contact with the rafter equipment. The geometric ratios of the cross-sectional dimensions of the hooks, as well as the threaded part can be considered determined theoretically and experimentally as optimal. It is reasonable to remove part of the material of the middle part of the hook. The strength criterion was the coefficient of safety margin. It is acceptable to reduce the value of K of the newly developed model by 5% of the K model of the hook. Making a hole in the model changes the ratio of the stiffness of its elements, which leads to a change in the load pattern. The process of choosing the shape of the hole is iterative. The stress distribution in the elements of the model at different load variants with the indication of the minimum value of the safety factor K is presented. When developing design documentation for a two-horned hook with holes should take into account the ratio of the parameters of the holes with the characteristic size of the throat.
Створення ІКС «Чиста Україна» для моніторингу забруднення територій
(ЦНТУ, 2022) Посторонко, Н. М.; Трушаков, Д. В.; Козловський, О. А.; Федотова, М. О.; Postoronko, N.; Trushakov, D.; Kozlovskyi, О.; Fedotova, M.
Статтю присвячено створенню спеціалізованої інформаційно-комунікаційної системи (ІКС), яка б допомогла виявляти забруднення вулиць, факти вандалізму та швидко їх усувати. Основною метою дослідження є автоматизація процесу сповіщення та комунікації установ, що займаються прибиранням території вулиць міст та селищ України. Завданням дослідження є створення макету програмного забезпечення інформаційно-комунікаційної системи – макету веб ресурсу та макету мобільного додатку «Чиста Україна». Це дозволить установам, що займаються прибиранням території в режимі online виявляти забруднення вулиць та факти вандалізму шляхом комунікації з населенням та швидко їх усувати. Шляхом проведеного аналізу існуючих інформаційно-комунікаційних систем визначено найбільш оптимальне рішення - побудовано алгоритм роботи інформаційно-комунікаційної системи “Чиста Україна”. В результаті проведеного дослідження було створено макет веб ресурсу інформаційно-комунікаційної системи та макет мобільного додатку «Чиста Україна», що дозволяють виявляти забруднення вулиць та факти вандалізму шляхом комунікації установ з населенням та швидко їх усувати. Завдяки цьому можна значно скоротити час на виявлення забруднень та збільшити ефективність праці установ, що займаються прибиранням територій у містах та селищах України. The article is devoted to the creation of a specialized information and communication system that would help detect street pollution, vandalism and eliminate them quickly. The main purpose of the study is to automate the process of notification and communication of institutions engaged in cleaning the streets of cities and towns of Ukraine. The task of the research is to create a layout of the software of the information and communication system - the layout of the web resource and the layout of the mobile application "Clean Ukraine". This will allow online clean-up agencies to detect street pollution and vandalism by communicating with the public and removing them quickly. By analyzing the existing information and communication systems, the most optimal solution was determined - the algorithm of the information and communication system "Clean Ukraine" was built. As a result of the study, a layout of the web resource of the information and communication system and a layout of the mobile application "Clean Ukraine" were created, which allows to detect street pollution and vandalism by communicating with the population and quickly eliminate them. An interactive layout of the Clean Ukraine mobile application was created on the Figma platform. The algorithm of this information and communication system is as follows. If the applicant person has discovered street pollution or vandalism, this fact must be recorded in a photo or video. You need to go to the created information and communication mobile application or web resource and fill out the form of notification of pollution or vandalism and attach a photo or video file. Employees of the relevant specialized institution read the message. If the message is meaningful and detailed, the staff of the institution passes it to the service, which cleans the area and eliminates the consequences of pollution. Employees of the specialized institution inform the applicant about the work performed. This can significantly reduce the time to detect contaminants and increase the efficiency of institutions involved in cleaning up the area. Thanks to the introduction of the presented information and communication system, it will be possible to improve the quality of cleaning the streets of cities and towns of Ukraine. Also, this system will create new jobs for which people do not need special education. Many of this work will be filled by people who will work remotely checking user requests.
Закономірності впливу високомодульних наповнювачів на розподіл полів напружень в поверхневих шарах деталей машин, виготовлених з полімерних композитних матеріалів
(ЦНТУ, 2022) Аулін, В. В.; Гриньків, А. В.; Лисенко, С. В.; Лівіцький, О. М.; Бабій, А. В.; Aulin, V.; Hrinkiv, A.; Lysenko, S.; Livitskyi, O.; Babii, А.
В даній роботі на основі комп'ютерного моделювання контактної взаємодії спряжень зразків (деталей), навантажених тертям, виявлено основні зміни розподілу полів напружень в контактних областях гомогенних і гетерогенних (композитних) полімерних матеріалів. Поля напруження досліджували як в статичних, так і динамічних умовах навантаження. Увага була зосереджена на виявлення областей з максимальним тангенціальним напруження , їх конфігурації та глибини залягання. При цьому була використана теорія N.P. Suh, яка стосується зародження руйнуючих процесів в матеріалах зразків і деталей, ініційована наявністю зон дії максимальних тангенціальних напружень на певній глибині поверхневого шару. Запропоновано критерій, що відповідає оптимальному об'ємному вмісту високомодульному наповнювача, який дорівнює відношенню усереднених відстань між центрами сусідніх частинок наповнювача і їх розміру. Наведені відповідні оцінки цього критерію. In this paper, based on computer simulation of contact interaction of conjugations of samples (parts) loaded with friction, the main changes in the distribution of stress fields in the contact regions of homogeneous and heterogeneous (composite) polymeric materials are revealed. Stress fields were investigated under both static and dynamic load conditions. The focus was on identifying areas with maximum tangential stresses , their configuration and depth. The theory of N.P. Suh, which concerns the origin of destructive processes in the materials of samples and parts, is initiated by the presence of zones of maximum tangential stresses at a certain depth of the surface layer. In the homogeneous polymeric material, four stress regions are detected: in the contact region ; the contact area ; in the field of aggregate contacts ; in the area between the aggregate contacts . It is shown that in the relative motion of the conjugations of the samples (parts) the depth of the local areas and , where reaches the highest value and these areas remain in place, and areas and are mixed in operation closer to the surface. The change of configurations of these areas in the process of relative motion of conjugations of samples (details) is also revealed. In the heterogeneous (composite) polymeric material with high-modulus fillers, three local areas were identified: in the filler ; between the fillers ; under the filler . It is determined that the contact load in the polymer composite material is transmitted through high-modulus fillers and is determined by their geometry and relative position. Significant danger is posed by cases when areas and are located at the same level from the surface of the sample (part), which can cause chipping of the filler. It is shown that the most effective is the operation of the part when the area is located deeper than . A criterion corresponding to the optimal volume content of high modulus filler, which is equal to the ratio of the average distance between centers of adjacent filler particles and their size. Relevant estimates of this criterion are given.
Уточнений розрахунок котків фрикційних механізмів
(ЦНТУ, 2022) Невдаха, Ю. А.; Дубовик, В. О.; Пукалов, В. В.; Невдаха, Н. А.; Можейко, Д. В.; Nevdakha, Yu.; Dubovyk, V.; Pukalov, V.; Nevdakha, N.; Mozheiko, D.
Робота фрикційних механізмів заснована на використанні сил тертя, які виникають між його рухомими ланками. Оскільки фрикційні механізми працюють на основі використання сил тертя, то в першу чергу слід визначити величину нормального тиску між котками, необхідну для передачі заданого обертового моменту. Тому в роботі розглядаються і уточнюються кінематичні розрахунки, геометричні і силові параметри варіаторів. Виконується дослідження впливу силових параметрів на працездатність фрикційних передач різних типів та забезпечення їх довговічності. Пропонуються нові підходи до вирішення цих задач. Приводяться рекомендації щодо вибору матеріалів фрикційних котків. As is known, friction mechanisms are used to convert rotational motion between parallel shafts or whose axes intersect with a constant or variable gear ratio. In the latter case, they are called variators. The operation of friction mechanisms is based on the use of friction forces that occur between its moving parts. Since the mechanisms under consideration work on the basis of the use of friction forces, it is clear that first of all it is necessary to determine the amount of normal pressure between the rollers required to transmit a given torque. Therefore, the work unravels and refines the kinematic calculations, geometric and force parameters of the variators. A study of the influence of force parameters on the performance of friction gears of different types and ensuring their durability. New approaches to solving these problems are proposed. Recommendations for the choice of friction roller materials are given. It is stated that the materials for friction rollers must have a high coefficient of friction, contact strength, wear resistance, as well as a high modulus of elasticity to reduce the elastic slip of the rollers.
Системно-спрямований підхід підвищення експлуатаційної надійності транспортних машин на етапах їх життєвого циклу
(ЦНТУ, 2022) Лисенко, С. В.; Lysenko, S.
В роботі на основі системно-спрямованого підходу визначено, як на етапах життєвого циклу транспортних машин, що працюють у відкритих кар'єрах та в умовах агропромислового виробництва, підвищити рівень їх експлуатаційної надійності. На етапі пуску силових агрегатів запропоновано спосіб зменшення зносу спряжень деталей. Розроблено схему реалізацію способу. Визначено, що ефективно цей спосіб застосувати при експлуатації транспортних машин в жорстких нестаціонарних умовах та режимах "пуск-зупинка". Експериментально доведено, що запропонований спосіб дає можливість економити до 15% експлуатаційні матеріали та збільшувати термін заміни моторної оливи. На етапі експлуатації транспортних машин у відкритому кар'єрі і умовах агропромислового виробництва дослідженнями доведено подовження використання моторної та трансмісійної оливи на 25...40%, виявлено зменшення кількості технічних обслуговувань та необхідність коректування термінів технічних обслуговувань транспортних машин. The paper, based on a system-oriented approach, identifies how to increase the level of their operational reliability at the stages of the life cycle of transport machines operating in open pits and in the conditions of agro-industrial production. At the start-up stage of power units, a method of reducing the wear of parts is proposed. The scheme of realization of a way is developed. It is determined that it is effective to use this method when operating vehicles in harsh non-stationary conditions and "start-stop" modes. It is experimentally proven that the proposed method allows to save up to 15% of consumables and increase the life of the engine oil. The study of the effectiveness of the use of additives NIOD-5, RoilGold and the proposed additive KGMT-1 to motor oil was carried out at the stage of bench tests of power units of transport vehicles. It has been determined that the addition of a composite additive to the engine oil provides a steady increase in power, torque and reduction of specific fuel consumption. RoilGold and KGMT-1 additives work especially effectively. At the stage of operation of transport vehicles in open quarries and conditions of agro-industrial production, research proved the extension of the use of motor and transmission oil by 25 ... 40%, revealed a decrease in maintenance and the need to adjust the maintenance of vehicles. Based on the results of operational studies, a corrective table of terms of replacement of motor oil of transport vehicles operating in harsh non-stationary conditions is constructed. It is found out how to ensure the proper level of operational reliability of transport vehicles.
Формування еквідистантних робочих поверхонь прецизійних спряжень деталей машин
(ЦНТУ, 2022) Чернай, А. Є.; Chernai, A.
Показано, що процеси триботехнологій припрацювання і відновлення з накладанням змінного струму та формуванням еквідистантних спряжених поверхонь є найбільш ефективними у порівнянні з іншими методами. Виділені основні фактори та дано їх характеристику. Розглянуті етапи припрацювання і відновлення поверхонь тертя при використанні змінного електричного струму. З'ясована сутність методу накладання змінного струму на спряжені деталі машин й отримання еквідистантних робочих поверхонь. Виявлено істотне покращення триботехнічних характеристик поверхонь тертя, їх формування під дією електрохімічної і механічної складових. Показано можливість припрацювання основних спряжень деталей гідроагрегатів, використання розроблених триботехнологій припрацювання і відновлення на основі законів електрохіміко-механічних процесів. З'ясовано дію електроліту, як рідкого адсорбенту при адсорбції на поверхнях тертя. Одним з таких адсорбантів використана олеїнова кислота. Показано, що при цьому найкращого результату можна досягти протіканням електрохімічної реакції травлення поверхонь спряжених деталей та їх механічного активування. В запропонованих технологіях використовується робоча напруга, яка не перевищує 5 В змінного електричного струму, а щільність струму 104 А/м2. Стравлювання поверхонь відбувається з частотою анодної поляризації. Електрохімічне травлення при припрацюванні базується на законах Фарадея. Реалізація зазначеного стравлювання відбувається за допомогою пасивуючого електроліту, що забезпечує максимальне вирівнювання (еквідистантність) поверхонь впливом відносної швидкості руху і навантаження. Зазначено, що розроблені технології залежать від характеру експлуатації та режимів тертя спряжень деталей вузлів, систем і агрегатів машин. The purpose of this work is to clarify the essence of the method of forming equidistant working surfaces of parts when applying an alternating electric current and using electrolytes. It is shown that the processes of tribotechnologies of running-in and recovery with the application of alternating current and the formation of equidistant conjugate surfaces are the most effective in comparison with other methods. The main factors are highlighted and their characteristics are given. The stages of running in and restoration of friction surfaces using alternating electric current are considered. The essence of the method of applying alternating current on conjugate parts of machines and obtaining equidistant working surfaces is clarified. Significant improvement of tribotechnical characteristics of friction surfaces, their formation under the action of electrochemical and mechanical components is revealed. Possibility of running-in of the main couplings of details of hydraulic units, use of the developed tribotechnologies of running-in and restoration on the basis of laws of electrochemical-mechanical processes is shown. The action of the electrolyte as a liquid adsorbent during adsorption on friction surfaces has been elucidated. One of these adsorbents used oleic acid. It is shown that the best result can be achieved by the electrochemical reaction of etching the surfaces of conjugate parts and their mechanical activation. The proposed technologies use an operating voltage not exceeding 5 V AC, and a current density of 104 A/m2. Surface erosion occurs with the frequency of anodic polarization. Electrochemical etching during running-in is based on Faraday's laws. Realization of the specified draining occurs by means of the passivating electrolyte providing the maximum alignment (equidistance) of surfaces by influence of relative speed of movement and loading. It is noted that the developed technologies depend on the nature of operation and modes of friction of the joints of components, systems and units of machines.