В статье изложены проблемы электроснабжения и утилизации отходов предприятий лесной промышленности. В качестве решения предложена переработка древесных отходов путем газификации с последующим получением электрической энергии от сжигания генераторного газа.Мощность установки была принята 150 кВт. Предлагаемая энерготехнологическая установка состоит из линии подготовки щепы, газогенератора и газотурбинной установки.

Обоснована необходимость предварительной подготовки древесных отходов, а именно измельчения и сушки. Проведен анализ различных схем сушки. Предложена линия подготовка щепы, состоящая из барабанной рубительной машины, бункера приема сырья и барабанной сушилки на дымовых газах.

Выбран прямоточный газогенератор, что объясняется высоким содержанием смолы в исходном топливе. При обращенном процессе смола проходит через высокотемпературную зону и большая часть сгорает. Предложена сухая высокотемпературная очистка генераторного газа в циклоне. Такая схема очистки позволяет повысить КПД установки и упростить конструкцию, но при этом в генераторном газе остаются взвешенные частицы. Это учитывается при выборе схемы энергопреобразователя.

Обоснован выбор газотурбинной установки в качестве энергопреобразователя. Чтобы снизить эрозионное повреждение лопаток турбины, предложена нетрадиционная схема газотурбинной установки с воздушной турбиной и камерой сгорания, расположенной за турбиной. В такой установке через турбину проходят не продукты сгорания, а воздух. Воздух за турбиной направляется в камеру сгорания, продукты сгорания поступают в воздухонагреватель, где передают теплоту воздуху за компрессором. При такой схеме снижаются затраты энергии на сжатие топливного газа перед камерой сгорания.

Проведена оптимизация цикла газотурбинной установки. Оптимальная степень повышения давления в компрессоре составила 3,7. КПД установки при такой степени повышения давления составил 25,7%. Представлены результаты расчетов основных элементов установки.

Таким образом, предложена энерготехнологическая установка, позволяющая решить проблемы утилизации отходов и энергоснабжения предприятий лесной промышленности.

Титановые сплавы, благодаря своим свойствам, представляют большой интерес для использования в качестве конструкционного материала для деталей узлов трения, плунжеров насосов, деталей типа вал-втулка, работающих в условиях агрессивной среды. Но высокая склонность титановых сплавов к контактному схватыванию в условиях трения создает ограничения для более широкого применения титана и его сплавов.

Одним из основных способов повышения антифрикционных свойств титановых сплавов является химико-термическая обработка. Наиболее распространенным видом является азотирование, позволяющее добиться высоких значений микротвердости на поверхности, вместе с тем, большим недостатком способа является малая глубина упрочненного слоя – до 0,16 мм.

Для увеличения толщины упрочненного слоя предлагается предварительная обработка поверхности детали методом деформирующего резания, которая позволяет создавать макрорельеф различной формы в виде чередующихся вертикальных или наклонных слоев материала детали заданной толщины и высоты с зазором или без зазора между слоями. Легирование такой структуры при азотировании проходит по всей поверхности макрорельефа, позволяя тем самым получать толщину упрочненного слоя, которая зависит от параметров обработки при деформирующем резании.

Представлены результаты исследования микроструктуры и измерения микротвердости образца титанового сплава ВТ1-0 после обработки методом деформирующего резания и последующим азотированием. В работе проанализировано влияние параметров деформирующего резания на общую толщину упрочненного поверхностного слоя. Установлено, что насыщение азотом прошло по всей поверхности макрорельефа, общая толщина упрочненной азотированием модифицированной поверхностной структуры увеличилась в 4 раза по сравнению с обработанной азотированием плоской поверхностью.

Полученные результаты могут быть использованы в качестве теоретической основы при конструировании деталей из титановых сплавов, работающих в условиях трения.

Рассмотрен ряд актуальных разработок в области антропоморфной робототехники: роботизированные экзоскелеты, андроидные платформы с системой управления копирующего типа, андроидные платформы с системами управления комбинированного типа, роботы-аватары и андроиды. Выделены ключевые подсистемы робототехнической платформы: средства очувствления, средства самодиагностики, безопасности и назначения приоритетов, энергетическая подсистема, информационно-вычислительный комплекс. Определены важнейшие подсистемы “солдата будущего”, представляющего собой экипировку в виде многофункционального активного экзоскелета, дополненного необходимым снаряжением.

Приведены основные проблемы, с которыми сталкиваются разработчики антропоморфной робототехники. Так, создание исполнительных механизмов роботов, максимально соответствующих анатомии человека, сдерживается большим числом степеней подвижности тела человека. Для габаритов человека традиционные виды силовых приводов, такие как электромеханические, электрогидравлические и электропневматические, проигрывают по своим удельным характеристикам человеческим мышцам. Очевидно, наибольшие перспективы в этой области связаны с применением искусственных мышц. Проблема формирования обратных связей по всем видам чувств, с целью обеспечения оператору эффекта присутствия на месте робота, также к настоящему времени не решена. Остро стоит вопрос создания совершенной системы дистанционного управления, позволяющей получать от оператора однозначные сигналы для управления роботом. В настоящее время отсутствует полностью автономная система управления с элементами искусственного интеллекта. Особое внимание уделено проблемам создания источников энергии, способных обеспечить приемлемую автономность мобильных робототехнических систем. Отмечены наиболее перспективные на сегодняшний день источники энергии.

Рассмотрены некоторые вопросы разработки системы управления, способной работать в копирующем, супервизорном, комбинированном и автономном режимах. Представлены основные функции сенсорной системы. Показаны некоторые аспекты построения систем управления для перспективных средств антропоморфной робототехники, в том числе и с элементами искусственного интеллекта.

В целом, проведённый анализ показывает возможность революционного развития ряда ключевых направлений антропоморфной робототехники.

Процесс обработки фрезерованием по своей природе является прерывистым и поэтому неизбежно сопровождается возбуждением вибраций в системе СПИД, что приводит к различному качеству обработанной поверхности, в зависимости от режима обработки. Целью работы является определение эффективных режимов обработки детали фрезой на 3х координатном станке легкого класса, при которых не возникает нежелательных регенеративных автоколебаний, приводящих к существенному ухудшению качества обработанной поверхности. Описаны возникающие в процессе фрезерования вибрации и их влияние на форму обрабатываемой поверхности и рабочий инструмент. Для решения поставленной задачи применена методика численного моделирования динамики процессов обработки резанием, состоящая из 4-ех модулей. Главный модуль представляет собой алгоритм геометрического моделирования. Второй модуль является феноменологической моделью сил резания. Два оставшихся модуля отвечают за моделирование динамики обрабатываемой детали и режущего инструмента под действием переменных во времени сил резания. Рассчитанные значения передаются обратно в алгоритм геометрического моделирования на каждом шаге по времени. Таким образом, модель оказывается замкнутой и за счет этого позволяет учитывать эффект запаздывания в динамической системе. Выбрана и составлена конечно-элементная модель станка для реализации расчета в программном обеспечении 3DCUT. Представлено геометрическое отображение процесса обработки. Найдены собственные частоты и формы для используемой конечно-элементной модели. Выполнен анализ зависимости характера динамического поведения системы от изменения скорости вращения шпинделя за счет проведения многовариантных расчетов. Результаты многовариантного моделирования представлены в виде отображений Пуанкаре для перемещений свободного конца инструмента. Приведенные отображения Пуанкаре позволяют выделить области режимов, сопровождающиеся как вынужденными вибрациями, так и автоколебаниями. Для двух режимов из различных областей на отображении Пуанкаре приведены графики сил резания, толщины срезаемого слоя, перемещений инструмента, а также формы обработанной поверхности, демонстрирующие различия в динамическом поведении системы. Рассмотренная в статье методика моделирования процесса фрезерования с учетом динамики 3-х координатного станка легкого класса позволяет оценить характер и уровень вибраций в технологической системе в зависимости от выбранных режимов обработки за счет построения отображений Пуанкаре по результатам многовариантного моделирования. Приведенные результаты могут быть использованы для выбора эффективных режимов обработки фрезерованием, способствующих повышению качества и производительности обработки.