tech-2020_01(70)

UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 1(70) Январь 2020 Москва 2020

УДК 62/64+66/69 ББК 3 U55 Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии: Демин Анатолий Владимирович, д-р техн. наук; Елисеев Дмитрий Викторович, канд. техн. наук; Звездина Марина Юрьевна, д-р. физ.-мат. наук; Ким Алексей Юрьевич, д-р техн. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Романова Алла Александровна, канд. техн. наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 70(1). М., Изд. «МЦНО», 2020. – 96 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/170 ISSN : 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2020.70.1 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2020 г.

Содержание 5 Авиационная и ракетно-космическая техника 5 АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПОСАДКИ С 8 ОДНИМ РАБОТАЮЩИМ ДВИГАТЕЛЕМ НА ВЕРТОЛЕТЕ «АНСАТ-У» Попов Вадим Алексеевич 8 Васильев Петр Викторович 14 Информатика, вычислительная техника и управление 14 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОДНОКОНТУРНОЙ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ 17 СИСТЕМЫ И АНАЛИЗ СИСТЕМ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИИ С ПОМОЩЬЮ СТОХАСТИЧЕСКИХ ГРАФОВ 22 Мусаев Мухаммаджон Усарович Маншуров Шерзод Туйчибаевич 26 Юлдашев Лазиз Тошпулатович 28 Машиностроение и машиноведение 37 ВЕРИФИКАЦИЯ МЕТОДИКИ ЧИСЛЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА 37 ТЕПЛООБМЕНА В КОЛЬЦЕВЫХ КАНАЛАХ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА Захаров Владислав Александрович 41 АНАЛИЗ ПУТЕЙ ВЛИЯНИЯ НА ЖЕСТКОСТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПАКЕТНЫХ РАБОЧИХ 41 ОРГАНОВ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ Абдувахидов Мутахирхон Мубашеривич 44 Акрамжанов Дилмурод Мухтор ўғли Усманов Равшан Самидулло ўғли 44 Отақўзийев Акмалжон Мўминжон ўғли АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ПРИ ПЕРЕХОДЕ АВТОБУСНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ «ISUZU» НА ГАЗОВОЕ ТОПЛИВО Мамасалиева Мукаддас Ибадуллаевна Худойбердиев Муҳаммад Солиҳ Авлоқул ўғли ЭФФЕКТИВНЫЙ МЕХАНИЗМ ИГЛОВОДИТЕЛЯ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ Насимова Манижа Муминходжаевна ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА РАЗРАБОТКУ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ШИРОКОЗАХВАТНЫХ КУЛЬТИВАТОРОВ Худайкулиев Ражаббай Рузметович Джураева Наргиза Батиржановна Уринов Азиз Пардаевич Мирзаева Мусаллам Мариковна Михайлова Виктория Викторовна Металлургия и материаловедение ПОЛУЧЕНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ КВАСЦОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ ОТХОДОВ ПУТЕМ ИХ ЩЕЛОЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ Сабиров Вахобжон Хусанович Иркабаев Джуманали Усманович Амиров Шахбоз Ёркин угли Жумаев Маннон Нафасович Юлдашев Лазиз Ташпулатович Процессы и машины агроинженерных систем КОМПЛЕКСНАЯ УБОРКА ХЛОПКА-СЫРЦА МЕХАНИЗИРОВАННЫМ СПОСОБОМ Абдувалиев Убайдулла Абдуллаевич Бутунов Жахонгир Рузиқулович Радиотехника и связь ОРГАНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ЦИФРОВОЙ СЕТЬЮ ОПЕРАТИВНО- ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЛЕРА ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ УЧАСТКАХ Халиков Абдульхак Абдульхаирович Ураков Олимжон Хикматуллаевич

Строительство и архитектура 51 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ УГОЛ И ТЕХНОЛОГИЯ 51 Кораблев Григорий Андреевич 55 Транспорт 55 О СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ СИСТЕМЫ СБОРА И ОТВОДА ЛИВНЕВЫХ СТОКОВ С АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ В ТАШКЕНТЕ 58 Салимова Барно Джамаловна Махкамов Бехзоджон Равшанович 58 61 Технология материалов и изделий текстильной и легкой промышленности 65 ПРЕИМУЩЕСТВА ЦИФРОВИЗАЦИИ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Саиди Дилафруз Раббизода 65 Махмудова Фарангис Музаффарджоновна 71 ВЛИЯНИЕ ВОЛОКНИСТОГО СОСТАВА НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН 75 Валиева Зулфия Фахритдиновна Махкамова Шоира Фахритдиновна 79 Ражапов Одил Олимович 82 Химическая технология 87 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЙ ИЗ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ 87 Жумабоев Алишер Гофурович Содиқов Усмонали Худоберганович 92 АНТИПИРЕН ДЛЯ ЗАЩИТЫ ДРЕВЕСИНЫ ОТ ГОРЕНИЯ 92 Нуркулов Элдор Нурмуминович Бекназаров Хасан Сойибназарович Джалилов Абдулахат Турапович ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ И ДЕСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ КЛУБНЕЙ ЯКОНА Хужакулов Улугбек Каримкулович Сафаров Жасур Эсиргапович Султанова Шахноза Абдувахитовна РАЗДЕЛЕНИЕ ЖЁЛТОГО МАСЛА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МАСЛЯНОЙ ЧАСТИ, ПОЛУЧЕННОЙ ИЗ НЕГО Тиллоев Лочин Исматиллоевич Косимов Элёр Кодир угли Муродов Маликжон Негмуродович МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ СЛЁЖИВАЕМОСТИ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ Тожибоев Мирзаабдулла Мустафакулович Абдуллаева Масохат Абдулбориевна Хамракулова Муборак Хакимовна Сайдазимов Муродхон Сайджамолович Электротехника ПРОСТРАНСТВЕННОЕ И ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ ФОСФАТНЫХ ЭКСТРАГЕНТОВ, СОДЕРЖАЩИХ АМИНОПИРИДИНОВУЮ ГРУППУ Сабиров Вахобжон Хусанович Иркабаев Джуманали Усманович Жумаев Маннон Нафасович Юлдашев Лазиз Ташпулатович Энергетика ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВЕТРА ВЕРТИКАЛЬНО-ОСЕВОГО ВЕТРОКОЛЕСА С ЛОПАСТЯМИ, РАБОТАЮЩИМИ ПО ПРИНЦИПУ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ЛОБОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ Закиев Денис Даутказыевич Маргин Андрей Николаевич Крутских Николай Алексеевич Алибеков Сергей Якубович

№ 1 (70) январь, 2020 г. АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПОСАДКИ С ОДНИМ РАБОТАЮЩИМ ДВИГАТЕЛЕМ НА ВЕРТОЛЕТЕ «АНСАТ-У» Попов Вадим Алексеевич преподаватель, Военный учебно - научный центр Военно - воздушных Сил «Военно - воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» филиал в г. Сызрани, РФ, г. Сызрань E-mail: [email protected] Васильев Петр Викторович преподаватель, доцент, Военный учебно - научный центр Военно - воздушных Сил «Военно - воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» филиал в г. Сызрани, РФ, г. Сызрань \"AERODYNAMIC JUSTIFICATION AND FEATURES OF LANDING WITH ONE ENGINE RUNNING ON THE HELICOPTER \"ANSAT-U\" Vadim Popov teacher, Military training and research center of the Air Force \"Air force Academy named after Professor N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin\" branch in the town of Syzran, Russia, Syzran Piotr Vasilyev teacher, associate professor, Military training and research center of the Air Force \"Air force Academy named after Professor N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin\" branch in the town of Syzran, Russia, Syzran АННОТАЦИЯ В статье рассмотрены особенности подготовки курсантов и летного состава военного ВУЗа к полетам, воз- можности моделирования управляемого полета при отказе 1-го двигателя в полете. Рассмотрены этапы полета с точки зрения формирования профессиональных знаний и навыков в технике пилотирования. ABSTRACT The article deals with the features of training cadets and flight personnel of the military University to fly, the possi- bility of modeling controlled flight in case formation of professional knowledge and skills in piloting technique are con- sidered. Ключевые слова: вертолет, полет, силовая установка, общий шаг несущего винта (ОШ НВ), руководство летной эксплуатации (РЛЭ), несущий винт (НВ), высота полета (Нпол). Keywords: helicopter, flight, power plant, General pitch of the main rotor (OSH NV), flight manual (RLE), the main rotor (NV), flight altitude (Hpol). ________________________________________________________________________________________________ Эффективность применения вертолётной авиа- вать данный вертолет при обучении. Серьезных отка- ции, как показывает опыт, в значительной степени зов СУ (силовой установки) на протяжении войско- определяется уровнем подготовки лётного состава. вых испытаний в период опытной эксплуатации не Проблема улучшения подготовки будущих лётчиков было, что говорит о высокой надежности двигателей. занимает главное место в образовательном процессе военного лётного ВУЗа. В нашей статье мы хотим провести исследования и аэродинамическое обоснование возможности вер- Опыт эксплуатации вертолета «Ансат-У» в Рос- толета «Ансат-У» в выполнении посадки с 1-м рабо- сии довольно большой, практически исследованы все тающим двигателем с коротким пробегом на малых режимы полета данного вертолета, что позволяет поступательных скоростях полета (Vпр.<50 км/час). летному составу и курсантам безопасно эксплуатиро- ___________________________ Библиографическое описание: Попов В.А., Васильев П.В. Аэродинамическое обоснование и особенности выпол- нения посадки с одним работающим двигателем на вертолете «АНСАТ-У» // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 1(70). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8528

№ 1 (70) январь, 2020 г. Это позволит летному составу выполнять безопас- выполняется на Vпол =100-130 км/ч с Vу=2-3 м/с. С ную посадку с 1-м работающим двигателем вне аэро- Нпол=50м плавным взятием ручки управления (РУ) дрома. на себя летчик приступает к гашению скорости с та- ким расчетом, чтобы на Нпол = 15м скорость состав- На сегодняшний день, такие посадки в целях тре- ляла 80-70 км/час. На Нпол = 10-12 м энергично от- нировки не выполняются, при выполнении данного клонить (РУ) на себя с созданием угла тангажа на упражнения запрещено выключение 1-го двигателя в кабрирование до 15º. полёте. Упражнение выполняется с 1-м задроссели- рованным двигателем, и приземление рекомендуется В этом случае происходит небольшая «под- выполнять на скорости не менее 50-60 км/час. В про- крутка» оборотов НВ, за счет увеличения угла атаки тивном случае на меньшей поступательной скорости НВ, что в дальнейшем, в момент увеличения общего у вертолета имеется тенденция к сильной просадке шага (ОШ) перед посадкой, позволит летчику сохра- вертолета с увеличением вертикальной скорости (Vу) нить обороты НВ в заданных пределах и не допу- снижения, что не безопасно. стить их уменьшения менее 95% в момент приземле- ния. Данный маневр выполняется в непосредст- Опыт эксплуатации вертолетов показывает, что венной близости от выбранной площадки на удале- не всегда у летчика имеется возможность долететь до нии 40-50 м. Темп увеличения (подрыва) ОШ НВ ре- аэродрома на одном двигателе. Это зависит от мно- комендуется выполнять с темпом набегания (прибли- гих факторов. В этом случае летчик должен уметь жения) земли, при этом взгляд летчика постоянно грамотно и быстро оценить обстановку, возможность направлен на площадку (точку) приземления. На выполнения полета с 1-м работающем двигателем, с Нпол=5-6м, придать вертолету посадочный угол тан- воздуха правильно подобрать площадку, определив гажа 3º- 4º. при этом курс захода с учетом скорости и направле- ния ветра, а также правильно рассчитать глиссаду за- Рекомендуемая высота начала увеличения ОШ хода. НВ составляет 2-3м, при этом (Vу) снижения к мо- менту приземления должна быть не более 0,2 м/сек. Во всех случаях посадку вне аэродрома с 1-м ра- ботающим двигателем необходимо выполнять При грамотном выполнении такой посадки с 1-м только с коротким пробегом или без пробега с под- работающим двигателем на выбранную площадку рывом ОШ НВ. (Учитываются неровности грунта, исключается повреждение вертолета. Во всех слу- вероятность поломки шасси при приземлении). В чаях пробег после посадки будет минимальным и со- связи с этим, необходимо обучать летный состав вы- ставлять в пределах 10-20 м при скорости 30-40 км. полнению данного вида посадки на аэродроме с точ- ным приземлением в обозначенное место, что исклю- После приземления плавно применить тормоза чит поломку вертолета на случай вынужденной колес до полной остановки вертолета с последую- посадки с 1-м работающим двигателем вне аэро- щим выключением работающего двигателя (в случае дрома. отказа одного двигателя в полете). В руководстве по летной эксплуатации (РЛЭ) В учебном полете после остановки вертолета, за- вертолета «Ансат-У», разрешается согласно п.6.2.3, пустить выключенный двигатель и продолжить вы- выполнение посадки с 1-м работающим двигателем с полнение полетного задания. коротким пробегом. Необходимость тренировок в выполнении данного вида посадки это залог безопас- Из выше изложенного в данной статье следуют ного выполнения посадки с 1-м работающим двига- рекомендации летно-инструкторскому составу: телем на выбранную площадку вне аэродрома. 1. Перед самостоятельными полетами в зону, К таким полетам летчик должен быть готов пси- на площадку, по маршруту – спланировать начинаю- хологически. При этом действия органами управле- щим летчикам на данном типе ознакомительные (вы- ния (ОУ) должны быть четкими и соразмерными с возные) полеты на площадку с правом подбора её с условиями полета. В этом случае у летчика должны воздуха (3-4 полета). быть хорошо развиты - глазомер и распределение внимание. 2. В период выполнения полетов с 1-м работа- ющим двигателем на аэродром, отрабатывать по- Посадка с 1-м работающим двигателем с корот- садки только с коротким пробегом при сохранении ким пробегом (рис.1), имеет ряд особенностей с аэро- оборотов НВ в заданных пределах (95-100%). динамической точки зрения по сравнению с обычной посадкой. Реализация данных рекомендаций на практике при эксплуатации вертолета «Ансат-У» позволит Во-первых, этапы «выравнивание» и «выдержи- летчикам на практике и летно-инструкторскому со- вание» строгой границы не имеют, и делаются прак- ставу безопасно выполнять посадку на выбранную тически одновременно. Предварительное снижение площадку при отказе 1-го двигателя с коротким про- бегом. 6

№ 1 (70) январь, 2020 г. Рисунок 1. Посадка по-самолетному Список литературы: 1. Методические рекомендации по технике пилотирования и навигации вертолета Ансат-У, 2010. 2. Ромасевич В.Ф., Аэродинамика и динамика полета вертолетов, Воениздат 1980, с.351; 3. Руководство по летной эксплуатации Ансат-У, КВЗ, 2009, Раздел 4.8 c.58 7

№ 1 (70) январь, 2020 г. ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОДНОКОНТУРНОЙ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ И АНАЛИЗ СИСТЕМ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИИ С ПОМОЩЬЮ СТОХАСТИЧЕСКИХ ГРАФОВ Мусаев Мухаммаджон Усарович канд. техн. наук, доцент Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Узбекистан, г. Алмалык Е-mail: [email protected]. Маншуров Шерзод Туйчибаевич ст. преп. Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Узбекистан, г. Алмалык Юлдашев Лазиз Тошпулатович ст. преп. Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Узбекистан, г. Алмалык MATHEMATICAL MODEL OF SINGLE-LOOP MANAGEMENT OF COMPUTING SYSTEMS AND ANALYSIS SYSTEMS FOR THE EXCHANGE OF INFORMATION BY MEANS OF STOCHASTIC GRAPHS Mukhammadjon Musayev Candidate of technical Sciences, associate professor, Almalyk branch of Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk Sherzod Manshurov Senior lecturer, Almalyk branch of Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk Laziz Yuldashev Senior lecturer, Almalyk branch of Tashkent state technical University named after Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk АННОТАЦИЯ Статья посвящена развитию известных и разработке новых аналитических методов исследования обмена ин- формацией между управляющей вычислительной системой (ВС) и абонентами. Сложность анализа систем об- мена информацией обусловлена сложностью процесса обмена. Рассмотрена модель систем обмена информацией в одноконтурной управляющей вычислительной системе (УВС) и построения ее математической модели с учетом некоторых упрощений. Эти модели на этапе функционального синтеза позволяют привести и оценить необходи- мую производительность процессоров, время реализации типовой программы (работы), проанализировать по- токи в системе, сравнить различные варианты построения функциональных узлов и способы обмена информа- цией между ВС и внешними абонентами, выявить возможные ошибки. ABSTRACT The article is devoted to the development of well-known and the development of new analytical methods for the study of information exchange between the control computer system and subscribers. The complexity of the analysis of infor- mation exchange systems is due to the complexity of the exchange process. The model of the information exchange system in a single-circuit control computer system (UVS) and the construction of its mathematical model, taking into ___________________________ Библиографическое описание: Мусаев М.У., Маншуров Ш.Т., Юлдашев Л.Т. Математическая модель одно- контурной управляющей вычислительной системы и анализ систем обмена информации с помощью стохастических графов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 1(70). URL: http://7universum.com/ru/ tech/archive/item/8727

№ 1 (70) январь, 2020 г. account some simplifications. These models are at the stage of synthesis of the functional lead and to estimate the perfor- mance of processors during the implementation of model programs (work), to analyze the flows in the system, compare different options for building functional assemblies and methods of information exchange between the aircraft and exter- nal parties, to identify possible errors. Ключевые слова: вычислительная система, обмен информацией, система массового обслуживания, стоха- стические графы, пуассоновский поток интенсивности, матрица плотностей. Keywords: computer system, information exchange, Queuing system, stochastic graphs, Poisson intensity flow, ma- trix. ________________________________________________________________________________________________ Введение. При построении и исследовании мате- дачи стала реальной благодаря предложенным мето- матической модели вычислительных систем исполь- дам описания модели ВС как системы массового об- зуются некоторые приближения и упрощения. Для служивания (СМО) и разработке методов теории этого имеется много доводов и, прежде всего, это не- Марковской цепей. Формальной моделью описанной возможность математически абсолютно точно пред- выше ВС служит двух узловая двухфазная СМО [2,3] ставить и описать реальную систему. Кроме того, у которой узел (процессорные устройство) содержит очень хорошая модель может оказаться трудной в ма- один обслуживающий прибор А и является первой тематическом отношении, что зачастую не оправды- фазой для внешнего потока заявок и второй – для вается экономически. внутреннего потока, генерируемого внешним запо- минающим устройством (узлом С) (рис1). Полагаем, В статье рассмотрена система обмена информа- что ширина полосы пропускания памяти больше или цией в одноконтурной управляющей вычислитель- равна ширине полосы процессоров, а поэтому на вы- ной системе (УВС) и построение ее математической ходе С всегда содержатся заявки внутреннего потока, модели с учетом некоторых упрощений. требующие второй фазы обслуживания. На вход си- стемы поступает внешний пуассоновский поток ин- Построена и исследована математическая модель тенсивности λ. процесса обмена информации с помощью стохасти- ческих графов. Получить аналитические выражения Прибор А должен обслуживать заявки внутрен- для определения вероятности дискретной Марков- него и внешнего, обладающего относительным прио- ской цепи можно, воспользовавшись теоремой Мед- ритетом, потока. Следовательно, заявки внешнего ведева Г.А. [1] для анализа стохастических графов, потока не прерывают уже начатого обслуживания за- позволяющей получить простые рекуррентные фор- явки внутреннего потока, а поступают в очередь r мулы их вычисления. накопителя (БН) и ждут окончания обслуживания. Если же в очереди r нет заявок, а в узле С всегда име- Вывод уравнений. Отличительной чертой опти- ются заявки внутреннего потока (предположение о мального подхода к проблемам построения сложных неограниченности программ), то прибор А по окон- управляющих ВС является исследование взаимо- чании обслуживания одной заявки из узла С немед- связи между этапами сбора, накопления, обработка ленно приступает к обслуживанию другой и т. д. до информации и техническими параметрами системы. прихода заявок внешнего потока. Возможность аналитического решения указанной за- λ r μ С μ1 A C Рисунок 1. Двух узловая двухфазная СМО Сделав допущение о том, что время обслужива- P(t)  P00 (t), P01(t),..., P0r (t), P11(t), P12 (t),..., P1r1(t), ния имеет экспоненциальное распределение с пара- где ������������������ (������) –вероятность пребывания системы в метром μ для внешнего потока и μ1 для внутреннего, момент времени t в состоянии тогда СМО может быть описана однородной Марков- Eik ; i  0,1; k  0.1,..., r 1. ской цепью, для которой определим фазовой вектор 9

№ 1 (70) январь, 2020 г. Чтобы определить Марковский процесс, необхо- состояния. Осуществляются же переходы в резуль- димо задаться матрицей плотностей переходов. Это тате принятия на обслуживание новой заявки (пере- удобно делать, построив стохастический граф про- ход направо) или окончания обслуживания (переход цесса [1, 2], так как между матрицей плотностей пе- налево). Линия, соединяющая два узла, называется ветвью графа. Каждая ветвь (х, у) характеризуется ве- рехода и матрицей смежности В графа G( X , F) су- личиной, называемой передачей ветви Рху, а для нашей системы передача принимает смысл вероятно- ществует взаимно однозначное соответствие [1]. сти перехода из состояния х в состояние у. Графом G( X , F) называется пара, состоящая из мно- Ветвь бывает прямой, индексы коэффициента пе- редачи расположены в порядке возрастания, и обрат- жества Х и отображения ������ множества Х в подмноже- ной, если в коэффициенте передачи расположены в ство У по закону, когда каждому элементу x  X ста- порядке убывания. Ряд последовательных ветвей об- вится в соответствие некоторое подмножество разует путь графа, и если этот путь замкнут, то мы имеем контур обратной связи. Если контур обратной Fx  У . При этом возможны подмножества Fx  Ø. связи образован одной ветвью, то он называется пет- лей. Каждый элемент множества Х (множество элемен- тарных состояний системы) представляет вершину Для пуассоновского процесса коэффициент пере- дачи (вероятность перехода) прямых ветвей, вычис- графа, а упорядоченная пара элементов (X,У), где ленный с точностью до 0(∆t), одинаков и равен Pi,i1(t)  t  0(t), i 1,2,..., r 1, где ������ – длина у  Fx , является дугой графа. очереди, а для обратных ветвей Pi,i1(t)  t  0(t), Квадратная матрица В b N 1 называется i 1,2,..., r 1 . Передачу петли найдем следующим  образом: матрицей смежности графа G, где b  1 , если из Хα Pi,i1(t)  (  )t  0(t), i 1, 2,..., r. в вершину Хβ идет дуга, и b  0 – в противном слу- На основании описанного выше алгоритма пред- ставления обслуживающего прибора заявкам различ- чае. Чтобы получить из матрицы В матрицу А, нужно ных потоков и алгоритма его освобождения состав- единичные элементы матрицы B заменить соответ- ляем стохастический граф переходов (рис.2) ствующими плотностями переходов. обслуживающей системы, являющейся математиче- ской моделью исследуемой управляющей ВС. Построим граф возможных переходов [3], за время ∆t между состояниями множества Х. Для этого элементы Х состояния изобразим в виде точек (или малых кружков), называемых узлами графа, располо- жив в ряд все состояния х  Х (х = 0,1, … , ������) в по- рядке возрастания (слева направо) количества заявок в системе. Возможные переходы из одного состояния в другое указываются стрелками, соединяющими эти 1 t 1     t 1   1  t 1   1  t 1   1  t t t t t t Е04 Е00 Е01 Е02 Е03 1t 1t t t 1t S1 t t t t S2 t t t t t t Е11 S3 Е12 Е1.Z-1 Е1.Z Е1.Z +1 1     t 1     t 1     t 1     t 1     t Рисунок 2. Граф переходов обслуживающей системы Коэффициентами передачи ветвей данного графа 1 t  0(t), k 0 будут:  P E0,k  E0,k  1 (  1)t  0(t), k  1,...r 1;  P Eik  Ei,k1  t  0(t) , i  0, k  0,1, 2,..., r 1, 1 (  1)t  0(t). k  r;  P Ei,k1  Eik  t  0(r 1t) . i  0, (1) k 1, 2,..., r 1 ,  P E1,k  E1,k  1  (  )t  0(t), k  1,..., r 1  t  0(t). k  1,...r 1 В соответствии с графом составляем систему ли- нейных дифференциальных уравнений первого по- рядка 10

№ 1 (70) январь, 2020 г.  P0'0 (t)  P00 (t)   P11(t), (t), k  1,..., r 1 (а)  P0'1 (t)   P0k 1(t)  (  1)P0k (б)   (в)  P0'r (t)   P0r1 (t)  1P0r (t ), (t )  1P01 (t ), (г) (2)  P1'1 (t )  (  )P11(t)   P12  P1'k (t)   P1k (t)  (   ) P1k (t)   P1k 1(t)  1P0k (t), k  2,3,..., r (д)  (е) P1'r (t)   P1r (t)   P1r1(t). При r   уравнения (2а) и (2г) очевидно отсут-  P(i, j)Pi   P(k,l)Pk (5) ствует. Так как , , 1  0, то переходные вероятности i, jS1 k ,lS2 также больше нуля, Граф, представленный на рис 2. и описывающий Pi,k (t)  0 (i  0.1; k  0,1, 2,..., r 1), а поэтому поведение управляющей ВС при описанных допуще- ниях о потоках и дисциплине обслуживания, может данная цепь является неприводимой и апериодиче- иметь следующие сечении: ской. Тогда, согласно теореме Маркова [1,4], суще- 1. S2  0,0;0,1 ,1,1;0,0 . В этом случае с по- ствуют предельные вероятности Pik (t), мощью теоремы (5) получим соотношение (k  0,1,..., r 1; i  0,1), что является единственным P00  P11 P11   /   P00 решением системы уравнений (3), полученным путем 2. Сечение 2: S2  0,1;0, 2,1,1;0,0,1,1;0,0 ; предельного перехода по t (при t  , Pik' (t)  0 ) В этом случае получаем  P00 (t)   P11(t)  0, (а)  P0k 1(t)  (  1)P0k (t)  0, (б) P01  P01  P11 ; P01   /   1  P11 (6). (P0r 1 (t)  1P0k (t)  0, 1 P0k (t )  0, (в) Учитывая (6), найдем )P11(t)   P12 (t ) (г)  P1k 1 (t )  (   ) P1k (t)   P1k 1 (t)  1P0k (t)  0, (д)  (е)  P1r (t)  1P1r1(t)  0. P01   /   1  P11 (7) (3), 3. S3  0, k;0, k 1,1, k;1, k 1,1, k 1;1, k  Решая данную систему с условием нормировки для k 1, 2,3,..., из которого с помощью (5) полу- чаем P0k  P1k  P1k1 , r r 1 (4) P1,k1   /   P0k  P1k  где k  1, 2,..., r (8)  Pok  Plk  1 k 0 k 1 получим единственное распределение стацио- 4. Сечение ������2′ дает выражение, аналогичное S2 нарных вероятностей системы. для произвольного ������ = 1, 2, … , ������, в чем легко можно убедиться, для чего применим к РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ. Определить вероятности состояний дискретной Марковской цепи можно, вос- S2'  (0, k 1; 0, k  2), (0, k 1;1, k  1), теорему (5) пользовавшись теоремой Медведева Г.А. [1,4] для (1, k;1, k 1), (1, k 1;1, k)  анализа стохастических графов, позволяющей полу-  чить простые рекуррентные формулы их вычисле- ния. Суть теоремы состоит в следующем: выделя-  P0,k 1   P0k 1   P1k  P1,k 1 (9) ются сечения S(S  F) ветвей в графе G  (X , F) ,  P0k1   /   1  P1k1   /   1  P1k и, которые превращают его при удалении S в на не свя- подставив в последнее выражение ������1������+1, полученное из (8), значение после преобразований находим занных между собой связанных графа: G1(X1, F1) и P0k1   /   1  P0k1, k  1, 2,..., r, где (9) приме- G2 (X2 , F2 ) . Связным называется граф, в котором няя последовательно ������ – раз, получим каждая пара вершин может быть соединена некото- рой цепью. Несвязный граф может быть разбит на ко- P0k   /   1  P00 , или нечное число связных подграфов, называемых ком- понентами, или частями. Любой несвязный граф P0k   k P00 , (10) является совокупностью связных графов. Причем се- чение ������ можно представить в виде суммы двух сече- где    /   1  ний S = S1  S2 , где S1  S2 = 0 и если (α,β) S1, то α X1 , β X2 . Применяя же к-раз (8) с учетом (6), (7) и (10), Аналогично, если (α,β) S2, то α X2, β X1. находим Тогда справедлива следующая теорема 11

№ 1 (70) январь, 2020 г.  P1k   k  1 k / 1  P00 k  1, 2,..., r 1 (11) времени (производительной мощности) расходуется на обслуживание заявок внешнего потока, а потому где среднее время обслуживания одной заявки внутрен-    / ,    /   1  . него потока tr , будет отличаться от величины  1 . 1 Подставив значение  P0k  0,1, 2,..., и Определим tr через вероятность занятости, прибора Pik (k  1, 2,...,) в условии нормировки, после преоб- обслуживания заявок внутреннего потока интенсив- разований находим ность их обслуживания: P0k  1 1   (12)  Подставив (12) в (10) и (11) окончательно полу- tr  ( Pok )1 . чим k 1 Коэффициент снижения производительность η процессора (производительность будем понимать в ранее определенном смысле) вычисляется следую- щим образом: P0k  ak 1 1   , k  0,1, 2,...,r    r   1 tr 1 / tr  1 P0k (16)  P1k   k  1 k / 1  1 1   , k 0 k  1, 2,..., r 1 . Зная распределение стационарных вероятностей Подставив в tr и η значения Рok (k = 0, 1, 2,…, r), пребывания системы в различных состояниях, с по- мощью теоремы (5) можем определить среднее время получим после упрощений tr = 1 / μ1(1-ρ) , η = ρ. ожидания, начала обслуживания заявок внешнего по- Учитывая ограниченность длины очереди, выра- тока как w  k /  , где k – среднее число заявок в жение для P00 будем искать в виде очереди r, определяемое следующим образом: (1 )(1 )(  ) (17)     r2 (1 )   r2 (1 ) r r 1 (13) При r = 0 мы получим P00  1. Это значит, что  k  kP0k  (k 1)Plk если очередь для накоплений заявок внешнего по- k 1 k 1 тока отсутствует, то обслуживаться всегда будут за- явки внутреннего потока. Отметим довольно про- При r = ∞ получим следующее выражение для стые выражения для P00 при r 1, 2 ; kk    1 2  (1 )  k   / 1   где    /   1  . (14) P00  1 ; 1  Подставив его в w найдем r 1  w  1/ 1   1/   / 1  ,    /  (15) P00 r1  1/ 1   2  1    (18) Если время обслуживания заявок внутреннего которые помогут при построении графика потока равно нулю, т.е. 1   (это равносильно (рис.3.) зависимости Р00 от длины очереди и интен- тому, что нет заявок внутреннего потока), то   0 , сивности потока требований, поступающих от внеш- него источника. Среднее время обслуживания заявок а потому получим w   /  1   , k  2 / 1   , внутреннего потока при этом равно т.е. согласно формулам приведенным [1-3] для вы- tr  1  P00 / 1 1 r 1  числений времени ожидания начала обслуживания и  средней длины очереди, если на вход обслуживаю- щего прибора поступает один пуассоновский поток и Тогда относительное снижение производитель- имеет место дисциплина выбора из очереди « первый пришел - первый обслуживается». Прибор не все ности обслуживания прибора будет время обслуживает заявки внутреннего потока, часть       1 1 1 1r  P00 (19)   12

№ 1 (70) январь, 2020 г.  1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0  =0,1 1  =1 2 3  =5 4 5 6 Рисунок 3. График зависимости η от Р00.  Прямые _____ получены для пуассоновского потока, Рисунок 4. Средняя зависимости средняя _____ кривые для регулярного потока. длительность ожидания от ������ и ������������. Выводы: 1. При увеличении емкости внешнего накопителя Нa рис.3 и рис. 4 показана зависимость времени уменьшается степень загрузки процессора вычисли- ожидания от величины ρ при фиксированных значе- тельными операциями и вероятность потери инфор- ниях отношения ψ = μ / μ1 и сравниваются кривые при мации. дисциплинах обслуживания: относительных и абсо- лютных приоритетах. 2. При r → ∞ относительное снижение произво- дительности стремится к величине загрузки процес- График изменения ������00 и η =η (λ, μ, μ1, r), показан- сора обслуживаниям внешних заявок, т.е. η → ρ. ные на рис.4 для r=1, 2 и r=∞ при фиксированных зна- чениях отношений ψ = μ / μ1, равных 0,1 и ∞, позво- ляют сделать ряд выводов: Список литературы: 1. Медведев. Г.А. Анализ стохастических графов, описывающих поведения шаговых систем автоматического поиска // Автоматика и вычислительная техника, 1978, - N 4 – с 15-24 2. Гнеденко. Б.В., Коваленко. И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. -2-е изд.-М: наука, 1987. - 336 с. 3. Алгоритмы и программы решения задач на графах и сетях. / Нечепуренко. М.И., Попков. В.И. и др.- Новоси- бирск: Наука. Сиб. от-ние, 1990. -515 с. 4. Кендалл. Д. Стохастические процессы, встречающиеся в теории очередей и их анализ методом вложенных цепей Маркова: Математика. –М: ИЛ, 1969 г. с 3-22 (сб. переводов). 13

№ 1 (70) январь, 2020 г. МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ ВЕРИФИКАЦИЯ МЕТОДИКИ ЧИСЛЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ТЕПЛООБМЕНА В КОЛЬЦЕВЫХ КАНАЛАХ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА Захаров Владислав Александрович аспирант Омского Государственного Технического Университета, РФ, г. Омск E-mail: [email protected] VERIFICATION METHODS A NUMERICAL STUDY OF HEAT TRANSFER IN THE ANNULAR CHANNELS OF THE HEAT EXCHANGER Vladislav Zakharov postgraduate student of Omsk State Technical University Russia, Omsk АННОТАЦИЯ Разработана методика численного исследования для определения коэффициента теплоотдачи в кольцевом канале теплообменного аппарата в программном продукте Ansys. Методика состоит из двух этапов: построение сеточной модели для области жидкости в Ansys ICEM CFD и определение коэффициента теплоотдачи в Ansys CFX. Выполнена верификация полученных результатов с экспериментальными данными. ABSTRACT The method of numerical research for determining the heat transfer coefficient in the annular channel of the heat exchanger in the Ansys software product is developed. The method consists of two stages: construction of a grid model for the liquid region in Ansys ICEM CFD and determination of the heat transfer coefficient in Ansys CFX. The results obtained were verified with experimental data. Ключевые слова: теплообмен, кольцевой канал, методика, Ansys CFX. Keywords: heat transfer, annular channel, method, Ansys CFX. ________________________________________________________________________________________________ В химической, нефтеперерабатывающей, и дру- данной методике рассмотрим задачу течения неизо- гих областях промышленности широко использу- термическое вязкой жидкости (газа) в непроницае- ются теплообменники, в которых жидкость (газ) дви- мых гладких границах кольцевой области при нали- жется в кольцевом пространстве, образованном чии осевого и окружного вынужденного движения двумя коаксиально расположенными цилиндрами. жидкости, обусловленного вращением внутреннего Совершенствование таких устройств требует изуче- цилиндра. ния специфических течений, которые являются раз- новидностью вихревых и закрученных потоков. В Верификация численной методики представлена на примере объекта, расчётная схема которого изоб- ражена на рисунке 1. Рисунок 1. Расчётная схема теплообменного аппарата ___________________________ Библиографическое описание: Захаров В.А. Верификация методики численного исследования процесса тепло- обмена в кольцевых каналах теплообменного аппарата // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 1(70). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8646

№ 1 (70) январь, 2020 г. Опытная установка имеет следующие геометри- выполнено блочным методом с использованием ческие параметры (1): структурированной гексаэдрической сетки. Преиму- щество использования структурированной сетки: ������⁄������1 = 0,271; ������⁄2 ∙ ������ = 40 (1) быстрое изменение параметров сеточной модели, удобный и детальный контроль создания сетки. По- Граничные условия: на входе задаётся массовый сле построения блочной структуры выполнено кон- расход среды, а на выходе статическое давление вертирование в неструктурированную гексаэдриче- (1 атм.). Для стенки кольцевого зазора, образованной скую сетку. поверхностью внутреннего цилиндра задаётся угло- вая скорость, условие прилипания и параметр шеро- Для оценки размера первой пристеночной ячейки ховатости; на стенке кольцевого зазора, образован- в радиальном направлении (рисунок 2а) использу- ной поверхностью внешнего цилиндра – условие ется безразмерный параметр, который определяется проскальзывания. следующими формулами (2): Для проведения теоретических испытаний ис- ������+ = ������������∙√������2������ ∙ ∆������, ������������ = 0,455 (2) ������ (ln(0,06∙������������))2 пользуется воздух при температуре 30℃. При обра- ботке опытных данных для воздуха принято Pr = где ∆������ – размер первой пристеночной ячейки; ������+ – 0,7, а суммарный коэффициент теплоотдачи равен безразмерный параметр; ������������ – коэффициент поверх- половине коэффициента теплоотдачи на поверхности ностных напряжений трения; ������������ – критерий Рейноль- внутреннего цилиндра. дса. В качестве использования RANS модели турбу- Безразмерный параметр ������+, рассмотренный при лентности выберем SST, которая сочетает в себе луч- верификации методики, варьируется в диапазоне от 1 до 50. Коэффициент роста ячеек принят равным – 1,2; шие свойства k − ω модели в пристеночной области рост ячеек – линейный. и преимущества k − ε модели вдали от стенок. Глав- Конечно-элементарная сетка в азимутальном ной трудностью при использовании модели SST яв- (рисунок 2а) и осевом направлениях (рисунок 2б) – ляется необходимость использования достаточно равномерная, количество элементов в этих направле- мелких сеток в окрестностях стенок. ниях принимается равным 2 ячейки на 1 мм. Построение сетки для области жидкости реали- зовано в приложении Ansys ICEM CFD. Построение (а) (б) Рисунок 2. Сеточная модель потока: (а) – радиальное и азимутальное направление; (б) – осевое направление Расчёт проводится в 2 этапа [2] в программе An- α = Nu∗∙λ, Ta = ω ∙ R01,5 ∙ B1,5, Nu∗ = ������������ (3) sys CFX. На первом этапе задаются граничные усло- ϑ ������������1⁄3 вия и производится расчёт. После получения первич- 2∙υ ных результатов, необходимо произвести корректировку граничных условий. Для этого опре- где Nu∗ – модифицированное число Нуссельта, α деляется усреднённая температура на всей поверхно- сти жидкости и задаётся экспертным параметром в – суммарный коэффициент теплоотдачи, υ – коэффи- граничных условиях. Далее расчёт выполняется вто- циент кинематической вязкости, λ – коэффициент рой раз. теплопроводности, ϑ – линейная скорость, ω – угло- Для верификации полученных результатов с экс- вая скорость. периментальными данными воспользуемся уравне- ниями (3): На рисунке 3 представлена оценка адекватности предложенной методики на основе эксперименталь- ных данных, представленных в работе [1], при ������������ = 3 ∙ 104, ������������ = 102 … 104. 15

№ 1 (70) январь, 2020 г. Рисунок 3. Результаты исследования теплообмена в кольцевом канале с внутренним вращающимся цилиндром - экспериментальные данные [1]; 1 – численный расчёт при ������+ = 50; 2 – численный расчёт при ������+ = 10; 3 – численный расчёт при ������+ = 5; 4 – численный расчёт при ������+ = 1 В результате выполненных исследований уста- экспериментальными данными при ������+ = 5; коэффи- новлено, что для расчёта кольцевых каналов с враща- циент роста ячеек 1,2; модель турбулентности SST, ющейся внутренней стенкой предложенная числен- при этом погрешность численных расчётов не превы- ная методика наиболее сопоставима с шает 5%. Список литературы: 1. Костерин С.И., Финатьев Ю.П. Исследование теплообмена турбулентного потока воздуха в кольцевом зазоре между вращающимися коаксиальными цилиндрами // ИФЖ. – 1962. – №8. – ТОМ 5. – С. 911–918. 2. Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил – М.: Машиностроение, 1980. – 240 с. 16

№ 1 (70) январь, 2020 г. АНАЛИЗ ПУТЕЙ ВЛИЯНИЯ НА ЖЕСТКОСТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПАКЕТНЫХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ Абдувахидов Мутахирхон Мубашеривич ст. преп., Наманганский инженерно-технологический институт, Узбекистан, г. Наманган Акрамжанов Дилмурод Мухтор ўғли ассистент, Наманганский инженерно-технологический институт, Узбекистан, г. Наманган E-mail: [email protected] Усманов Равшан Самидулло ўғли магистрант, Наманганский инженерно-технологический институт, Узбекистан, г. Наманган Отақўзийев Акмалжон Мўминжон ўғли магистрант, Наманганский инженерно технологический институт, Узбекистан, г. Наманган ANALYSIS OF WAYS OF INFLUENCE ON RIGID PARAMETERS OF PACKAGE WORKING BODIES OF VARIOUS FACTORS Mutaxirxon Abduvohidov Senior lecturer, Namangan Institute of Engineering and Technology, Uzbekistan, Namangan Dilmurod Akramjanov Assistant of Namangan Institute of Engineering and Technology, Uzbekistan, Namangan Ravshan Usmanov Master’s degree of Namangan Institute of Engineering and Technology, Uzbekistan, Namangan Akmaljon Otaqo’ziyev Master’s degree of Namangan Institute of Engineering and Technology, Uzbekistan, Namangan АННОТАЦИЯ В статье исследованы вопросы особенностей влияния на жёсткостные параметры пакетных конструкций, представляющих собой пакет, образованный из жестких дисков, имеющих малые толщины по сравнению с его длиной и поперечными размерами различными способами. Поставленная задача решена способом качественного анализа работы пакетной конструкции на изгиб, кручение и сжатие-растяжение. ABSTRACT The article investigates the features of the effect on the stiffness parameters of package designs, which are a package formed of hard drives having small thicknesses in comparison with its length and transverse dimensions in various ways. The problem is solved by a method of qualitative analysis of the work of the batch design for bending, torsion and com- pression-tension. Ключевые слова: гибкий пакетный стержень; изгибная жёсткость; продольная жёсткость; крутильная жёст- кость; влияние конструктивных факторов; влияние эксплуатационных факторов. Keywords: flexible packet rod; bending stiffness; longitudinal stiffness; torsional stiffness; the influence of design factors; the impact of operational factors. ________________________________________________________________________________________________ ___________________________ Библиографическое описание: Анализ путей влияния на жесткостные параметры пакетных рабочих органов раз- личных факторов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Абдувахидов М.М. [и др.]. 2020. № 1(70). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8677

№ 1 (70) январь, 2020 г. Для современного машиностроения одной из ности контакта плоских элементов на вогнутой сто- характерных тенденций остается стремление к по- роне изгибающегося ГПС до геометрической оси вышению производительности машин путем увели- чения быстроходности, что обусловливает рост ра- сжимающей его гибкой нити R . Такие ГПС явля- бочих нагрузок, повышение требований к показателям точности, надежности и экономично- ются составной частью основных рабочих органов сти. ряда технологических машин, строительных кон- струкций и способствуют обеспечиванию требуе- Одновременное удовлетворение указанных про- мой их жесткости. Исследуем особенностей влия- тиворечивых требований является весьма сложной ния на жесткостные параметры ГПС задачей, успешное решение которой требует ис- конструктивных и эксплуатационных факторов. пользования нетрадиционных подходов к ее реше- нию. Одним из таких подходов является оптималь- Принимаем следующие условности и допуще- ное проектирование. Особенностью оптимального ния, которым будем следовать в пределах этой ра- проектирования является нахождение оптималь- боты. ного или экстремального значения некоторого пара- метра, например, массы или стоимости при несколь- а. Пакетный стержень – это составная конструк- ких заданных исходных параметрах или факторах ция, состоящая из плоских элементов произвольной ограничения. Увеличение количества подлежащих к конфигурации, возможно из различных материалов, учету факторов при одновременном повышении соединенных в пакет любым способом. Основным требований к точности проектирования, характер- требованием, которому должен отвечать пакетный ные оптимальному проектированию, привели к по- стержень – его способность сохранения целостности требности резкого повышения точности определе- конструкции при внешнем силовом воздействии. ния указанных факторов, имеющих различную физическую природу. В условиях интенсификации б. Пакетный стержень описанного вида и выпол- рабочих процессов и усложнения конструкции, осо- няющий определенную конструктивную или техно- бенно характерных для развития машин текстиль- логическую функцию будем называть пакетным ра- ной, легкой и хлопковой промышленности в послед- бочим органом. Наиболее характерными ние годы выдвигают на передний план проблемы представителями пакетных рабочих органов данного динамики и прочности, в частности расчетов на виб- типа являются пильные цилиндры различных хлоп- рацию. Эти проблемы приобретают особую акту- коочистительных машин. альность при проектировании составных рабочих органов, имеющих пакеты, образованные из плос- в. Пакетный стержень, в котором образование па- ких рабочих и прокладочных элементов. К ним от- кета производит не обладающая изгибной и крутиль- носятся основные рабочие органы ряда технологи- ной жесткостью гибкая нить, будем называть гибким ческих машин текстильной и легкой пакетным стержнем (ГПС). промышленности – тканеформирующие органы многозевных ткацких машин типа ТММ-360, разде- г. Пакетный стержень, который образован не бла- лительные цилиндры чесальных аппаратов, конден- годаря усилию сжатия пакета, а благодаря тому, что соры чесально-вязальных агрегатов ЧН-180, набор- плоские элементы по контактным поверхностям ные валы отделочных машин, пильные цилиндры в скреплены друг с другом так, что пакет может рабо- различных хлопковых машинах, ножевые барабаны тать на растяжение, изгиб и кручение, будем назы- трепальных машин и т.д. При этом имеется в виду, вать монолитным пакетным стержнем (МПС). что рассматриваемые составные конструкции рабо- тают как монолитное тело. Проведем исследование О путях влияния на жесткостные параметры ГПС путей влияния на жесткостные параметры таких ра- конструктивных и эксплуатационных факторов. Вли- бочих органов различных конструктивных и экс- яние на жесткостные параметры пакетных рабочих плуатационных факторов методом качественного органов различных факторов определяется в основ- анализа. Были выполнены исследования теоретиче- ном их влиянием на жесткостные параметры ГПС, ских основ определения изгибной жесткости пакет- являющихся конструктивной частью пакетных рабо- ных конструкций, вопросов определения изгибной чих органов. Толщины плоских элементов пакета жесткости пакетных конструкций и вопросов анали- ГПС на 2-3 порядка меньше его поперечных разме- тического и феноменологического определения па- ров. В связи с этим при действии продольных сил раметров изгибной, крутильной и продольной жест- сжатия на пакет практически весь его объем состоит костей пакетных конструкций, в результате чего в объемном напряженном состоянии и испытывает было выявлено в частности, что изгибная жесткость контактные объемные деформации. Особенно велика роль объемных деформаций в пакетах ГПС, состоя- C гибких пакетных стержней (ГПС) в виде плоских щих из плоских элементов с прерывистыми поверх- ностями контакта между ними. Проведенный теоре- элементов, стянутых в пакет продольным усилием тический анализ показывает, что конструктивные и эксплуатационные факторы на величины жесткост- сжатия N в первом приближении может быть опре- ных параметров всех видов ГПС оказывают опосре- дованное влияние в первую очередь вследствие изме- делена как удвоенное произведение усилия сжатия нения величин объемных контактных упругих и на квадрат расстояния от крайней точки на поверх- пластических деформаций дисковых элементов па- кета под действием изменения силы сжатия пакета и внешних силовых факторов, изменения формы, гео- метрических размеров элементов пакета, количества элементов пакета и величин контактных поверхно- стей между ними, толщины элементов и материала 18

№ 1 (70) январь, 2020 г. элементов, времени и других факторов. Другим важ- чин параметров жесткостей всех видов. Качествен- ным путем опосредованного влияния конструктив- ный анализ влияния конструктивных и эксплуатаци- ных и эксплуатационных факторов на величины онных факторов на жесткостные параметры ГПС. жесткостных параметров ГПС является изменение Влияние величины усилия сжатия пакета. Величина величин сил трения на поверхностях взаимного кон- усилия сжатия пакета определяет величину контакт- такта плоских элементов пакета под действием силы ных деформаций при отсутствии внешней рабочей сжатия пакета, изменения формы, геометрических нагрузки. Благодаря отмеченным выше характерным размеров и распределения поверхностей контакта особенностям влияние контактных деформаций на плоских элементов, количества поверхностей кон- параметры жесткости при сжатии ГПС с увеличе- такта плоских элементов, фрикционных свойств ма- нием усилия сжатия пакета степень относительного териала плоских элементов, состояния контактных ее влияния уменьшается. При этом параметры жест- поверхностей и наличия на них веществ с фрикцион- кости при сжатии ГПС монотонно возрастают и ными или антифрикционными свойствами. И, нако- асимптотически приближаются к расчетным величи- нец, конструктивные и эксплуатационные факторы нам, определенным для монолитного пакетного могут оказывать влияние на величины жесткостных стержня. Влияние количества плоских элементов па- параметров ГПС также вследствие появления и изме- кета. Количество плоских элементов пакета ГПС нения величин упругих и пластических продольных определяет количество контактных поверхностей, деформаций стягивающих элементов пакета под дей- поэтому, чем больше количество плоских элементов, ствием изменения силы их растяжения, геометриче- тем больше влияние всех других факторов, действу- ских размеров их поперечных сечений и длины, ме- ющих благодаря контактным деформациям, напри- ханических свойств материала нити во времени, ее мер, величины усилия сжатия на жесткостные пара- износа, явлений релаксации и т.д. метры ГПС при сжатии. При прочих неизменных конструктивных факторах увеличение числа плоских Особенности влияния упругих и пластических элементов приводит к неуклонному уменьшению ве- контактных деформаций плоских элементов, возни- личин жесткостных параметров ГПС. кающих в процессе эксплуатации, в основном заклю- чается в следующем: Влияние физико-механических свойств матери- ала плоских элементов. Величина контактных дефор- Контактные деформации приводят к уменьше- маций при прочих равных условиях зависит от меха- нию численных значений всех жесткостных парамет- нических свойств материала плоских элементов, а ров ГПС. При этом если упругие деформации обу- сила трения – от коэффициента трения материалов. славливают незначительное уменьшение жесткостей, Поэтому с увеличением величины модуля упругости, то пластические деформации приводят к значитель- твердости, величины коэффициента взаимного тре- ному уменьшению изгибной, продольной и крутиль- ния материалов неизменно увеличиваются жесткост- ной жесткостей ГПС. С увеличением величин пер- ные параметры ГПС. И наоборот, уменьшение пере- вичных упругих и пластических контактных численных параметров, а также увеличение деформаций, вызванных монтажным усилием сжа- пластичности материалов плоских элементов будут тия, снижается чувствительность к действию кон- приводить к уменьшению жесткостных параметров тактных деформаций, вызываемых впоследствии ра- ГПС. Влияние геометрических параметров плоских бочими нагрузками. элементов пакета. В случаях, когда поверхности кон- такта представляют собой не сплошные плоскости, а Особенности влияния сил трения между плос- прерывистые, интенсивность контактных деформа- кими элементами определены следующим образом: ций возрастает. Поэтому с уменьшением величин од- ного или двух размеров площадей контакта во взаи- Силы трения между плоскими элементами разви- моперпендикулярных направлениях в результате вают силы и моменты сил трения, дополняющие увеличения контактных деформаций плоских эле- силы и моменты, образуемые усилием растяжения ментов при рабочем нагружении ГПС и его пара- гибких нитей, и способствуют увеличению жестко- метры жесткости уменьшаются. Определенное влия- сти на изгиб и кручение ГПС. ние оказывает также характер распределения отдельных поверхностей контакта по поперечному Силы трения в определенной мере препятствуют сечению. С увеличением степени рассредоточенно- развитию упругих и пластических контактных де- сти отдельных поверхностей контакта, увеличением формаций плоских элементов, и таким образом, спо- расстояний между ними также будет происходить собствуют некоторому увеличению изгибной про- интенсификация контактных деформаций и умень- дольной и крутильной жесткости ГПС. Особенности шение параметров жесткости ГПС. Имеют опреде- влияния упругих и пластических деформаций стяги- ленное значение также величина углов откоса нера- вающих элементов пакета плоских элементов заклю- бочих поверхностей, примыкающих к контактным чаются в следующем: поверхностям и характер перехода одних нерабочих поверхностей в другие. Уменьшение углов откоса до Дополнительные упругие деформации стягиваю- нуля и тем более их отрицательные значения, а также щих элементов пакета при рабочем нагружении спо- уменьшения их радиусов перехода одних поверхно- собствуют появлению дополнительных усилий сжа- стей в другие также приводят к интенсификации кон- тия в них, и увеличению таким образом величины тактных деформаций, что в конечном итоге будет изгибной, продольной и крутильной жесткостей. Пластические же деформации стягивающих эле- ментов пакета способствуют уменьшению усилий сжатия пакета и уменьшению, таким образом, и вели- 19

№ 1 (70) январь, 2020 г. приводить к уменьшению параметров жесткости находится ли пакетный рабочий орган в эксплуата- ции или на хранении. Влияние фактора времени ГПС. Влияние состояния поверхностей контакта обусловлено явлениями ползучести и релаксации и реологическими свойствами исследуемых объектов. плоских элементов пакета. В развитии деформаций В связи с этим это влияние больше проявляется в пакетных конструкциях, в которых применены сжатия, а также контактных деформаций, определен- цветные металлы и ряд неметаллических материа- лов. Использование же только черных металлов в ную роль играет наличие и величина сил трения в по- реальных конструкциях определенно исключает время как фактор влияния на жесткостные пара- верхностях контакта взаимодействующих элементов. метры. Если при умеренных усилиях сжатия как в рабочих валиках джинов с плоскими элементами В связи с этим состояние поверхностей контакта влияние фактора времени проявляется наиболее четко, то при очень больших предварительных и но- плоских элементов будет оказывать определенное минальных усилиях как в наборных валах отделоч- ных машин это влияние практически отсутствует. влияние также и на величину жесткостных парамет- Проведенный нами анализ показывает, что влияние фактора времени на жесткостные параметры ГПС ров ГПС. Так, уменьшение показателей шероховато- качественно может быть представлено следующим образом. С течением времени величины контактных сти контактных поверхностей, наличие в зоне кон- деформации плоских элементов, выполненных их цветных металлов, например, из алюминия благо- такта посторонних веществ, оказывающих смазочное даря явлениям ползучести и релаксации возрастают, а контактных напряжений уменьшается и в резуль- действие, в конечном счете, будут приводить к тате усилия сжатия пакетов уменьшаются. Конеч- ным результатом этого процесса является некоторое уменьшению параметров жесткости, особенно кру- уменьшение величины параметров жесткости ГПС при небольших усилиях внешнего сжатия пакетного тильной, ГПС. И наоборот, увеличение шероховато- стержня. сти, и наличие в зоне контакта веществ с фрикцион- Основными факторами влияния на жесткостные параметры ГПС конструктивных факторов явля- ными свойствами будет оказывать ются количество, форма, геометрические размеры элементов пакета, величины контактных поверхно- противоположный эффект. Влияние точности выпол- стей между ними, толщина элементов, материал элементов, фрикционные свойств материала плос- нения геометрических форм и размеров. ких элементов, состояние контактных поверхностей и наличие на них веществ с фрикционными или ан- Как показывают эксперименты, при небольших тифрикционными свойствами. значениях усилия сжатия параметры жесткости Выполнен качественный анализ особенностей влияния конструктивных и эксплуатационных фак- ГПС имеют значительно меньшие значения и имеют торов на жесткостные параметры ГПС. устойчивую тенденцию к увеличению с ее увеличе- Основными путями влияния на жёсткостные па- раметры пакетных конструкций конструктивных и нием. Одним из главных причин этого явления яв- эксплуатационных факторов являются изменение ве- личин объемных контактных упругих и пластиче- ляется то обстоятельство, что имеются отклонения ских деформаций дисковых элементов пакета, изме- нение величин сил трения на поверхностях от плоскостности и параллельности контактных по- взаимного контакта плоских элементов, и изменение величин упругих и пластических продольных дефор- верхностей плоских элементов, например, их коро- маций стягивающих элементов пакета. Выполнен ка- чественный анализ особенностей влияния конструк- боватости вследствие наличия погрешностей изго- тивных и эксплуатационных факторов на жесткостные параметры ГПС. товления, а также наличия остаточных пластических деформаций и внутренних напряже- ний. Поэтому при малых значениях усилия сжатия численные показатели жесткости ГПС имеют пони- женные значения. Однако с увеличением усилия сжатия плоские элементы испытывая упругие и не- большие пластические деформации, начинают кон- тактировать большей частью контактных поверхно- стей и соответственно параметры жесткости ГПС постепенно увеличиваются. Очевидно, эта тенден- ция будет иметь место до определенного значения усилия сжатия, при котором обеспечивается плот- ный контакт всех элементов по всей контактной по- верхности. Отсюда следует, что с увеличением точ- ности выполнения геометрических форм и размеров плоских элементов в направлении продольной оси стержня будет способствовать увеличению жест- костных показателей при значениях усилия сжатия, меньших определенной величины. Такую величину некоторые авторы считают наименьшим допусти- мым значением осевого усилия сжатия в пакетных рабочих органах. Влияние фактора времени, как показывают наши наблюдения, проявляются независимо от того, Список литературы: 1. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трех томах. Том 1. – М.: Машиностроение, 1968. – 832 с. 2. Абдувахидов М. Исследование изгибных и крутильных колебаний пакетных роторов. // Проблемы машиностроения и надежности машин.-1994.-Т.5. -С. 141. 3. Абдувахидов М. Динамика пакетных роторов текстильных машин. Монография. –Т.: Фан, 2011 - 165 с. 3. Abduvaxidov M. Paxta tozalash mashinalari taxlamli ishchi organlari mexanikasi. Monografiya. –Т.: TTYSI, 2017. - 258 с. 20

№ 1 (70) январь, 2020 г. 4. Акрамжанов Д. Исследование вопросов аналитического определения параметров жесткости пакетных кон- струкций. // Научный журнал Universum: Выпуск: 4(61)-Апрель 2019. –C. 16. 21

№ 1 (70) январь, 2020 г. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ПРИ ПЕРЕХОДЕ АВТОБУСНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ «ISUZU» НА ГАЗОВОЕ ТОПЛИВО Мамасалиева Мукаддас Ибадуллаевна ст. преп. кафедры “Техника оказания услуг” Машиностроительного факультета Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Узбекистан, г. Ташкент Худойбердиев Муҳаммад Солиҳ Авлоқул ўғли ассистент кафедры “Техника оказания услуг” Машиностроительного факультета Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Узбекистан, г. Ташкент ANALYSIS OF POSSIBLE MALFUNCTIONS WHEN TRANSFERRING ISUZU BUS ENGINES TO GAS FUEL Mukaddas Mamasalieva Senior Lecturer, Department of Service Engineering, Faculty of Machine building, Tashkent State Technical University after named Islam Karimov, Uzbekistan, Tashkent Muhammad Khudoyberdiev assistant of the Department of Service Engineering, Faculty of Machine building, Tashkent State Technical University after named Islam Karimov, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В настоящее время растущее население нашей страны определяет спрос на пассажирские транспортные средства, который можно удовлетворить за счет использования высококачественных, исправных и эффективных пассажирских транспортных средств, отвечающих современным требованиям. Автобусы «ISUZU» в настоящее время широко используются в Узбекистане, но они, имея свои положительные качества, требуют тем не менее качественного технического обслуживания и ремонта. Учитывая все это, в статье рассматриваются условия ра- боты этих автобусов, отмечается низкая надежность агрегатов и узлов, предлагается, устранение этих недодстатков. ABSTRACT Currently, the growing population of our country determines the demand for passenger vehicles, which can be met through the use of high-quality, serviceable and efficient passenger vehicles that meet modern requirements. ISUZU buses are currently widely used in Uzbekistan, but they, having their positive qualities, require nevertheless high-quality maintenance and repair. Taking all this into account, the article considers the working conditions of these buses, notes the low reliability of units and assemblies, and suggests the elimination of these shortcomings. Ключевые слова: автобус, система питания, арегаты, эксплуатация, муфта сцепления, тормозная система, техническое обслуживание и ремонт. Keywords: bus, power supply system, arahati, operation, clutch, brake system, maintenance and repair. ________________________________________________________________________________________________ Произведенные в Самарканде автобусы «ISUZU» международным экологическим стандартам, и эти и автомобили этого типа являются продукцией исследования дают свои результаты. узбекских и японских специалистов, внося огромный вклад в обеспечение внутреннего рынка. Это В целях дальнейшего повышения уровня предприятие в настоящее время выпускает более 10 надежности автобусов проводится ряд научных видов легковых автомобилей, и в то же время исследований. Одно из таких исследований коллектив завода проводит серьезные исследования проводится в Ташкентском государственном по созданию новых автобусов и грузовых техническом университете имени Ислама Каримова автомобилей для автомобильной промышленности на кафедре “Техника оказания услуг”. Проблемы, нашей страны, отвечающих современным, возникающие из-за дизельного топлива в автобусах «ISUZU», которые в настоящее время ___________________________ Библиографическое описание: Мамасалиева М.И., Худойбердиев М.С. Анализ возможных неисправностей при передаче автобусных двигателей «ISUZU» на газовое топливо // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 1(70). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8686

№ 1 (70) январь, 2020 г. эксплуатируются, в настоящее время изучаются, и топливо полностью сгорает, выхлопные газы пути их решения. двигателя и потребление моторного масла уменьшаются, а ресурс двигателя увеличивается. От Используемые в настоящее время автобусы части это связано с переходом от дизельного топлива используются в дополнение к жидкому и на газ для дальнейшего повышения надежности, газообразному топливу. Газовые автобусы сведения к минимуму деградации его компонентов и приобретают все большее значение, особенно в уменьшения количества выбросов парниковых газов городских условиях. Растущий автопарк города [2]. Автобусные двигатели «ISUZU» предназначены требует разработки способов снижения выбросов от для работы на дизельном топливе, но эти автобусы транспортных средств. Эта проблема может быть адаптированы для использования газа, чтобы частично решена путем перевода автобусов на улучшить свои экологические и экономические газообразное топливо. По сравнению с другими показатели. При проверке автобусов «ISUZU», транспортными средствами это топливо имеет ряд используемых в этой газовой системе, в газовой технических, экономических, экологических и системе есть некоторые дефекты. Ниже приведены санитарно-гигиенических преимуществ. Когда детали газовой системы. автобусы работают на газообразном топливе, Рисунок 1. Система подачи сжиженного газа 1,2,3,4 – газовые баллоны и баки; 5 – топливный бак, накопительный клапан и фильтр; 6 – накопительный клапан и тепловой бункер; 7 –трубопровод высокого давления; 8 – гибкий шланг; 9 – газораспределительный ствол (магистраль); 10 – датчик распределения; 11 – газовые форсунки; 12 – двигатель; 13 – хомут; 14 – клапан высокого давления; 15 – датчик давления газа; 16 – редуктор высокого давления. В ходе изучения показателей надежности с одного топлива на другое важно следить за тем, автобусов «ISUZU», эксплуатируемых на газовой чтобы детали обрабатывались качественно, одна из системе, было установлено, что в деталях автобуса, самых больших причин заключается в том, что переведенного на газовое топливо, также зажимные свечи плохо установлены в головке обнаружены некоторые неисправности. К этой цилиндров, что двигатель перегревается, при категории дефектов относятся: трещины в головке нагревании двигателя наливается холодная вода, и цилиндра (рис.2), незначительные трещины в шейках одна из самых больших причин – отсутствие точного коленчатого вала (рис.3). Это происходит в расчета степени сжатия. Она не рассчитана точно, большинстве случаев из-за технологических и верхняя часть поршня не обрабатывается с помощью частичных эксплуатационных причин. При переходе токаря на нормальном уровне. Таблица 1. Основные виды отказов в узлах и агрегатах автобусов ISUZU, работающих на газе № Наименование Количество По сравнению с Примечание агрегата или узлов неисправностей общим нарушениями, % 1 Газовая система 96 23.8 Головка блока цилиндров, коленчатый вал, компьютерная система 2 Тормозная система 81 20.1 Накладка, поршень, манжеты 23

№ 1 (70) 77 19.1 январь, 2020 г. 62 15.3 3 Электрооборудование 45 11.1 Генератор, стартер, ремень генератора 4 Муфта сцепления Фрикционные диски 5 Коробка передач 42 10.4 Трос коробки передач 6 Прочие детали Кузов, система охлаждения, рулевое 7 Всего 403 100% управление - Рисунок 2. Головка цилиндра Рисунок 3. Коленчатый вал Собранные статистические данные были (по количеству неисправностей), чтобы предоставить математически обработаны, и была построена более подробную информацию. гистограмма распределения показателей надежности 25 20 15 Ряд1 10 5 0 123456 Рисунок 4. Показатели надежности (по количеству неисправностей) основных агрегатов автобусов марки «ISUZU», эксплуатируемых на газовом топливе: 1 – газовая система; 2 – тормозная система; 3 – электрическое оборудование; 4 – муфта сцепления; 5 – коробка передач; 6 – кузов, система охлаждения, рулевое управление головка и другие комплектующие части Из приведенных выше данных видно, что Из вышеизложенных соображений видно, что автобусы, эксплуатируемых на газовом топливе, перевод автобусов «ISUZU» на газ удобен во многих чаще всего выходят из строя такие агрегаты, как 1 – отношениях и по многим показателям соответствует газовая система; 2 – тормозная система; 3 – условиям города. Однако для решения некоторых электрооборудование; 4 – муфта сцепления; 5 – проблем необходимы теоретические и практические коробка передач; 6 – система охлаждения кузова, исследования, чтобы найти пути устранения проблем рулевое управление. Наблюдения показали, что существующих конструктивных и технологических уровень надежности используемых в настоящее проблем с конверсией газа. Поэтому мы будем время автобусов «ISUZU» во многом определяет использовать наши будущие исследования для газовая система. разработки мер по устранению таких недостатков. 24

№ 1 (70) январь, 2020 г. Список литературы: 1. Базаров Б.И. Научные основы энергоэкологической эффективности использования альтернативных мотор- ных топлив: Дисс. д-ра техн. наук. - Ташкент: ТАДИ, 2006. – 302 с. 2. Диагностика и техническое обслуживание машин: Учебник для студентов высших учебных заведений / А.Д. Ананин и др. - М,: Изд. центр «Академия», 2008. – 152 с. 3. Кодиров С.А. Совершенствование эксплуатации автобусов «ISUZU» с газовыми двигателями: Дисс. на соиск. акад. ст. магистра, – Ташкент, 2014. – С. 36 4. Мавланов А.В. Исследования эксплуатационной надежности автобусов 0345 за гарантийный период эксплу- атации. – Ташкент, 2008. – 30-31 с. 5. Савельев Г.С., Кауров Е.Т., Шапкайц А.Д. Коммерческая эффективность переоборудования тракторов для работы на природном газе // Транспорт на альтернативном топливе. – 2008. – № 1. – С. 43. 6. Сидикназаров КМ. Автомобиллар техник эксплуатацияси. – Ташкент, 2006. – 630с. 25

№ 1 (70) январь, 2020 г. ЭФФЕКТИВНЫЙ МЕХАНИЗМ ИГЛОВОДИТЕЛЯ ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ Насимова Манижа Муминходжаевна преподаватель ПИТТУ, Таджикистан, г. Худжанд E-mail: [email protected] EFFECTIVE MECHANISM OF THE NEEDLE CHUCK OF THE SEWING MACHINE Manizha Nasimova PITTU teacher, Tajikistan, Khujand АННОТАЦИЯ В статье приведены механизм игловодителя швейной машины содержащий кривошипно-шатунный меха- низм связанный с игловодителем, имеет упругий элемент в виде пружины установленный на верхний направля- ющий игловодителя и находящийся в постоянном контакте с верхним концом игловодителя. Основным недо- статком данной конструкции является частые поломки и изгиб иглы за счет большой инерционной силы иглы при прокаливание сшиваемых материалов из-за накопленной энергии пружинной игловодителя. ABSTRACT The article describes the mechanism of the needle bar of the sewing machine containing a crank mechanism connected to the needle bar, has an elastic element in the form of a spring mounted on the upper guide of the needle bar and in constant contact with the upper end of the needle bar. The main disadvantage of this design is the frequent breakage and bending of the needle due to the large inertial force of the needle during calcination of stitched materials due to the accumulated energy of the spring needle bar. Ключевые слова: ликвидация обрыва нитей, роспуск стежков, высокая прочность стачивания, повышенные инерционные нагрузки, изгиб иглы. Keywords: elimination of breakage of threads, dissolution of stitches, high strength of grinding, increased inertial loads, bending of the needle. ________________________________________________________________________________________________ В настоящее время тенденция развития швейного долговечности и срока службы кинематических пар, со- производства основывается с следующем: автоматиза- единяющих звенья механизма, что иногда делает эконо- ция производства, создание технологических средств мически нецелесообразным повышения скоростных ре- для высококачественных швейных изделий, широкий жимов. Механизм игловодителя швейной машины, ассортимент изделий, энергоёмкость, высокая произво- содержащий кривошипно-шатунный механизм связан- дительность швейных машин и др. [1]. ный с игловодителем, имеет упругий элемент в виде пружины установленный на верхний направляющий При этом для надёжной работы швейных машин игловодителя и находящийся в постоянном контакте с важным является ликвидация обрыва нитей, роспуск верхним концом игловодителя [5]. стежков, высокая прочность стачивания. Для достиже- ния вышеизложенного требуется совершенствование Основным недостатком данной конструкции явля- конструкций рабочих органов и механизмов швейных ется частые поломки и изгиб иглы за счет большой машин, в том числе механизма игловодителя [2]. инерционной силы иглы при прокаливание сшиваемых материалов из-за накопленной энергии пружиной игло- Известен механизм иглы, содержащий кривошип с водителя. Кроме того, данной конструкции невозможно противовесом, связанный с главным валом машины и с увеличение скорости движения из-за большой силы игловодителем посредством кривошипно-шатунного трения в нижних направляющих игловодителя, отсут- механизма [3]. ствие амортизации сил реакций в шарнире между шату- ном и кривошипом, а также недостаточное скопление Известен также механизм игловодителя содержа- энергии пружиной в холостом ходу (сжатие) движение щий шатун, связанный с верхней головкой с пальцем игловодителя. кривошипа, установленного на главном валу, нижней головкой посредством горизонтальной оси связанный с В рекомендуемом нами конструкции задача реша- игловодителем [4]. ется путем снижения площади трения игловодителя в ее нижних направляющих, наличия амортизации сил Недостатком известных механизмов является по- реакций в шарнире между шатуном и игловодителем вышенные инерционные нагрузки при увеличении ско- (поршнем), а также совершенствования элементов ростных режимов машин. А это, а свою очередь, сни- жает надёжность и приводить к снижению ___________________________ Библиографическое описание: Насимова М.М. Эффективный механизм игловодителя швейной машины // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 1(70). URL: http://7universum.com/ru/ tech/archive/item/8730

№ 1 (70) январь, 2020 г. амортизации пружиной игловодителя в рабочем ре- Рисунок 1. Механизм игловодителя швейной ма- жиме прокаливания иглой материалов. шины Сущность конструкции заключается в том, что ме- При этом пружина 8 не только ускоряет движения ханизм игловодителя швейной машины содержит кри- вниз нижней части 4 игловодителя, но и при прокалива- вошипно-шатунный механизм связанной с игловодите- ние иглой сшиваемых материалов ( на рис. не показано) лем, имеет упругий элемент в виде пружины позволяет некоторую амортизацию движения иглово- установленный между нижний частью игловодителем и дителя, что позволяет избегать изгиб и поломку иглы. иглой, при этом площадь контакта игловодителя в ниж- нем направляющем уменьшена за счет выполнения Известно, что инерционные силы в кривошипно- направляющего ступенчатым, отверстие направляю- шатунных механизмах в крайних мертвых положениях щего с большим диаметром выполнена в середине от- поршня достигают максимальных значений, что может носительно меньшего диаметра отверстия по краям приводить к быстрому выходу из строя шарнира между направляющего. Шарнир между шатунов и игловодите- шатуном и поршнем [6]. Поэтому для амортизации лем в нижней (поршнем) части выполнен составным и инерционных сил в рекомендуемом механизме иглово- имеет упругую втулку. Предложенное новшество поз- дителя швейной машине шарнир 7 между шатуном 3 и воляет повысить надежность работы механизма и лик- верхний частью 5 игловодителя выполнен составным, видирует поломку и изгиб иглы. включающий упругую (резиновую) втулку 10. В про- цессе работы механизма игловодителя в верхнем и ниж- Предложенный механизм игловодителя швейной нем мертвых положениях игловодителя за счет дефор- машины (рис. 1) состоит из кривошипа 2, установлен- мации резиновой втулки 10 значительно уменшается ный в корпусе 1 и закреплен на левом конце главного инерционные силы. Кроме того, в нижнем крайнем по- вала (на рис. не показано). Кривошип 2 другим концом ложении игловодителья ( с иглой ) за счет деформации связан с шатуном 3 с помощью шарнира 6, игловоди- пружины 8 и резиновой втулки 10 обеспечивается за- тель выполнен составным и верхней 5 и нижней частях зор, который необходим для технологии образования 4, между которыми установлена пружина 8. В свою оче- стежков. Механизм игловодителя позволяет повысить редь шатун 3 шарнирно связан с верхней частью игло- надежность работы швейной машины. водителя (поршнем) 5, нижняя часть 4 которого дви- жется в направляющих 13, выполненный ступенчатым. Вывод. Разработана эффективная конструкция При этом по середине направляющего 13 отверстие 14 механизма игловодителя швейной машины. выполнено с большим диаметром чем диаметры отвер- стий по краям направляющего 13 и поэтому это часть не соприкасается с поверхностью нижней части иглово- дителя 4. Шарнир 7 выполнен составным с упругой втулкой 10. Шарнир 7 состоит из наружной втулки 9 жестко связанный с шатуном 3. Наружная втулка 9 насажена на внутренней втулке 12 посредством резино- вый втулки 10. Внутренняя втулка 10 составляет кине- матическую пару пятого класса с осью 11, жестко уста- новленного в верхней части 5 (поршня) игловодителя. Нижняя часть 4 игловодителя совершая холостой ход вверх, прижимает пружину 8 при этом пружина накапливает определенную часть энергии за счет пре- образования её, потом возвращает накопленную энер- гию на рабочий ход нижней части 4 механизма иглово- дителя. Список литературы: 1. Мансурова Д.С., Кинематический и динамический анализ четырехзвенных рычажных механизмов с упру- гими связами рабочих органов швейных машин двухниточного цепного стежка. Диссертация докт. техн. наук. – Бишкек: 2008. -357С. 2. Мансурова М.А., Совершенствование технологии получения двухниточных цепных стежков с расширен- ными характеристиками и рабочих органов швейных машин. Диссертация докт. техн. наук. – Ташкент: 2017 - 200с. 3. Исаев В.В., Оборудование швейных предприятий. М. Легкопромбытиздать. 1989 стр.29-31 4. Авторское свидетельство №1142544, Бюл. Изоб.:4.1985. 5. Механизм игловодителя швейной машины. Патент Рес.уз. № FAP 00331, Бюлл.№12, 2007. 6. Артоболевский И.И., Теория механизм и машин, «Наука», Москва, 1988 г, с. 117 – 112; 284-291 27

№ 1 (70) январь, 2020 г. ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА РАЗРАБОТКУ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ШИРОКОЗАХВАТНЫХ КУЛЬТИВАТОРОВ Худайкулиев Ражаббай Рузметович канд. техн. наук, Институт механики и сейсмостойкости сооружений, АН РУз., Узбекистан, г. Ташкент Джураева Наргиза Батиржановна мл. науч. сотр., Институт механики и сейсмостойкости сооружений, АН РУз., Узбекистан, г. Ташкент Уринов Азиз Пардаевич мл. науч. сотр., Институт механики и сейсмостойкости сооружений, АН РУз., Узбекистан, г. Ташкент Мирзаева Мусаллам Мариковна мл. науч. сотр., Институт механики и сейсмостойкости сооружений, АН РУз., Узбекистан, г. Ташкент Михайлова Виктория Викторовна вед. специалист, Институт механики и сейсмостойкости сооружений, АН РУз., Узбекистан, г. Ташкент PATENT RESEARCH AIMED AT THE DEVELOPMENT AND IMPROVEMENT OF DESIGNS OF WIDE-REACH CULTIVATORS Rajabbay Hudaykuliev Candidate of Technical Sciences, Institute of Mechanics and Seismic Stability of Structures, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent Nargiza Djuraeva Junior Researcher Scientist, Institute of Mechanics and Seismic Stability of Structures, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent Aziz Urinov Junior Researcher Scientist, Institute of Mechanics and Seismic Stability of Structures, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent Musallam Mirzaeva Junior Researcher Scientist, Institute of Mechanics and Seismic Stability of Structures, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent Viktoriya Mihaylova Leading specialist, Institute of Mechanics and Seismic Stability of Structures, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В данной статье проведен обзор патентных источников с целью изучения существующих и разработки новых усовершенствованных конструкций широкозахватных культиваторов. ___________________________ Библиографическое описание: Патентные исследования, направленные на разработку и совершенствование кон- струкций широкозахватных культиваторов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Худайку- лиев Р.Р. [и др.]. 2020. № 1(70). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8656

№ 1 (70) январь, 2020 г. ABSTRACT In this article the review of patent sources for the purpose of studying of existing and development of new improved designs of wide-reach cultivators is carried out. Ключевые слова: обработка почвы, культиваторы, рыхлители, рабочий орган культиватора. Keywords: tillage, cultivators, rippers, working organ of the cultivator. ________________________________________________________________________________________________ Одной из важнейших задач современного сель- культиваторов осуществляется рыхление почвы на скохозяйственного производства является изучение глубину до 12 см и глубокое рыхление на глубину до основ теории и расчета рабочих органов сельскохо- 25 см и более, уничтожение сорной растительности, зяйственных машин и особенностей технологиче- внесение в почву минеральных удобрений, окучива- ских процессов, раскрывающих основные законо- ние и нарезание поливных борозд. мерности, связывающие качество работы и расход энергии с технологическими свойствами обрабаты- К культиваторам предъявляют следующие ос- ваемых материалов. новные агротехнические требования. При сплошной обработке почвы поверхность поля должна быть ров- Основой дальнейшего повышения плодородия ной, без гребней и борозд. Рыхление почвы должно почв и, следовательно, урожайности сельскохозяй- происходить без выноса влажных слоев на поверх- ственных культур является повышение эффективно- ность, без распыления частиц или их уплотнения. От- сти использования применяемых удобрений. За счет клонение от заданной глубины обработки почвы до- внесения их в почву получают около 50% прибавки пускается не более ± 1 см. Рабочие органы урожая. Однако применение минеральных удобре- культиватора должны уничтожать не менее 98 - 99% ний связано с большими энергетическими затратами, сорняков и не повреждать растения. а эффективность их в значительной степени снижа- ется из-за широкого применения примитивных спо- Для выполнения различных операций сплошной собов их внесения. и междурядной обработки почвы культиваторы снаб- жаются комплектами рабочих органов различной Повышение эффективности использования удоб- формы и размеров. Наиболее распространенными рений - это, прежде всего, внедрение в производство формами рабочих органов культиваторов являются: более совершенных способов и технических средств лапы, подкормочные ножи, лемешные корпуса и их внесения с целью удешевления производства и игольчатые диски. Основные рабочие органы – лапы увеличения выхода растениеводческой продукции на культиваторов выполняют операции рыхления единицу туков, улучшения качества, сокращения фи- почвы на глубину до 25 см и подрезания сорняков. зических потерь питательных веществ, устранение опасности отрицательного влияния удобрений на Проведем обзор патентных источников по раз- окружающую среду. личным конструкциям широкозахватных культива- торов, предназначенных для эффективной обработки Как известно, физико-механические свойства почвы с целью создания благоприятных условий для объектов обработки (почва, растения, удобрения, се- роста и развития растений. мена) обуславливают форму, размеры и конструк- цию рабочих органов сельскохозяйственных машин Известен агрегат для подкормки и внесения гер- и в конечном итоге, влияют на технологический про- бицидов в прикорневую зону растений [2]. Агрегат цесс машины. Основоположником теории сельскохо- включает трактор с навесной системой, культиватор- зяйственных машин является русский ученый, акаде- растениепитатель, рабочие органы для рыхления мик В.П. Горячкин (1868 - 1935), впервые почвы и подрезания сорняков. На стоках плоскоре- открывший эту область прикладных знаний [1]. В жущих рабочих органов, установленных у рядка рас- своем классическом труде «Земледельческая меха- тений, закреплены распылители для направленной ника», вышедшем в 1923 году, он впервые применил подачи гербицидов и удобрений в прикорневую законы механики для анализа рабочих органов сель- часть растений. Распылители выполнены в гибком скохозяйственных машин, и тем самым открыл ши- износостойком шланге на боковой ее стороне, рокие возможности использования этих законов в це- направленной к оси рядка растения. Во время работы лях создания рациональных конструкций и шланг опирается на поверхность почвы и копирует ее определения оптимальных режимов работы машин. рельеф, обеспечивая подачу жидкости в прикорне- В.П. Горячкин видел в теории могучее средство по- вую зону растений. Распылительные отверстия вы- знания законов, которым следуют технологические полнены коническими диффузорными. Такое кон- процессы, выполняемые сельскохозяйственными ма- структивное выполнение позволяет повысить шинами и орудиями. урожайность за счет эффективного уничтожения сор- няков в защитной зоне рядка культурных растений и Знания этих законов позволяют управлять про- внекорневого внесения удобрений, снижает энерго- цессами в целях получения наибольшего эффекта затраты и повышает производительность агрегата. при изменяющихся условиях работы. Известно устройство для дозированного внесе- Культиваторы представляют собой группу ору- ния удобрения при культивировании соответственно дий для предпосевной обработки почвы, а также вы- плодородию почвы на каждой парцелле (очень ма- полнения работ по уходу за парами и посевами сель- леньком участке земли) обрабатываемого участка [3]. скохозяйственных культур. С помощью Устройство содержит (рис.1) раму, рыхлитель, 29

№ 1 (70) январь, 2020 г. стойку, тензометрическое звено, измерительный удобрений закреплен на раме 6, на которой установ- комплекс, культиваторную лапу, бункер для удобре- лен дозатор 13. Через дозатор 13, подведенный под ний и тукопровод. культиваторную лапу 14, тукопровод 15 сообщен с бункером 12. Дозатор 13 включает заслонку с элек- Рисунок 1. Устройство для осуществления тромеханическим приводом (на чертеже не пока- способа внесения удобрения в почву при зано). Ноутбук 16 и подключенный к нему АЦП/ЦАП культивировании 17 (аналого-цифровой/цифроаналоговый преобразо- ватель) установлены в кабине трактора, агрегатируе- Рыхлитель устройства выполнен в виде диска 1, мого с культиватором. Тензометрическое звено 8 установленного на подшипнике на оси 2, закреплен- подключено кабелем 18 к измерительному ком- ной на нижнем плече 3 двуплечего рычага, который плексу, а именно к АЦП/ЦАП, который кабелем 19 установлен на оси 4, закрепленной на ползуне 5. Пол- подключен к электромеханическому приводу за- зун 5 установлен на раме 6 с возможностью продоль- слонки дозатора 13 (кабели имеют разъемные ного по ней перемещения и фиксирования гайками 7. муфты). Изобретение отличается тем, что перед куль- тиваторной лапой постоянно измеряют твердость Тензометрическое звено 8 предлагаемого устрой- почвы на подповерхностном ее уровне и в зависимо- ства связано с верхним плечом 9 двуплечего рычага сти от изменения твердости почвы изменяют дозу и закрепленной на ползуне 5 стойкой 10 посредством удобрения, подаваемого под культиваторную лапу. дужек 11, свободно пропущенных через отверстия в стойке и упомянутом верхнем плече. Бункер 12 для Также известен рабочий орган культиватора [4]. Рабочий орган культиватора содержит С-образную упругую стойку 1 с лапой 2 (рис.2,а). Верхняя часть С-образной стойки в верхней части выполнена в виде витой цилиндрической пружины 3 с полусфериче- скими выступами 4 на нижней плоскости верхнего витка. На верхней плоскости нижнего витка выпол- нены полусферические выступы 5, а на среднем витке имеются полусферические выступы 6 (рис.2,б). Такое техническое решение способствует повыше- нию эффективности поверхностного рыхления почвы при культивации с увеличением эксплуатаци- онной надежности и технологичности, за счет повы- шения устойчивости возбуждаемых колебаний, уменьшения комковатости почвы при ее рыхлении с одновременным снижением тягового сопротивления орудия. (а) (б) Рисунок 2. Рабочий орган культиватора: (а) – вид спереди, (б) – вид сбоку Существует рабочий орган культиватора [5], ко- культиватора по полю, рабочие органы заглубляются торый может использоваться в сельском хозяйстве на установленную глубину. Долото разрезает пласт для культивирования почв как подверженных ветро- почвы, поднимает почву вверх и рыхлит. Оставшаяся вой эрозии, так и не подвергающихся ветровой эро- часть пласта почвы рыхлится и подрезается лезви- зии. Рабочий орган культиватора работает следую- ями. Так как плотность почвы на разных участках щим образом. При движении рабочего органа 30

№ 1 (70) январь, 2020 г. поля неоднородна, лезвия лапы будут совершать не- между щеками и шарнирное соединение лапы со зависимые горизонтальные колебания благодаря стойкой. В совокупности, все эти механизмы, позво- пружинному механизму и наличию шарнирного со- ляют значительно снизить тяговое сопротивление ра- единения. бочего органа культиватора на 10%, увеличит сте- пень подрезания сорняков на 15%, а также снизить При попадании препятствия на одно из лезвий, степень налипания почвы на переднюю часть рабо- оно будет отклоняться назад, стараясь пропустить чего органа культиватора на 15%, уменьшить сгру- препятствие до полного использования жесткости живание растительных остатков, сократить время на пружины и частичного воздействия на соседнее лез- техническое обслуживание, увеличивается ресурс ра- вие. Так как стойка рабочего органа жестко закреп- бочего органа. лена к раме культиватора, главным колебательным механизмом будет пружина, которая установлена 1 – стойка, 2 – долото, 3 – болты, 4 – лапа, 5 – щеки, 6 – пружинный механизм, 7 – втулка, 8 – шарнирный механизм Рисунок 4. Рабочий орган культиватора: вид сбоку Известен рабочий орган культиватора [6], пред- цилиндра с полусферическими выступами 11, 12, 13 ставляющий собой ударник маятникового ударного на торцах, внутри которого расположено, с возмож- механизма, закрепленный на С-образной стойке, вы- ностью свободного перемещения вдоль оси цилин- полненный в виде пустотелого цилиндра с полусфе- дра, массивное тело 14 сферической формы) ударяет рическими выступами на торцах, внутри которого по бойку 10 С-образной стойки 1. В момент удара расположено, с возможностью свободного переме- массивное тело 14 сферической формы, свободно пе- щения вдоль оси цилиндра, массивное тело сфериче- ремещаясь под действием инерционных сил внутри ской формы. Рабочий орган культиватора функцио- пустотелого цилиндра, соударяется с полусфериче- нирует следующим образом (рис.3). скими выступами 11, 12. Энергия ударных импуль- сов передаются от ударника 8 через боек 10 с полу- При движении почвообрабатывающего агрегата сферической рабочей поверхностью С-образной по полю в направлении движения культиваторная стойке 1 с культиваторной лапой 2, вызывая их виб- лапа 2 заглубляется в почву на глубину ее обработки. рацию. Вибрация способствует самоочищению рабо- При этом С-образная стойка 1, закрепленная на раме чих поверхностей культиваторной лапы 2 от налипа- 3, под действием сил сопротивления почвы отклоня- ющей почвы с растительными остатками, повышает ется назад против направления движения, поворачи- степень крошения почвы культиваторной лапой 2 и ваясь вокруг шарнира 4, сжимает пружину 5. При по- способствует снижению тягового сопротивления. следующем снижении сил сопротивления почвы под действием сжатой пружины 5 С-образная стойка 1 поворачивается (поворот С-образной стойки 1 отно- сительно шарнира 4 ограничен регулируемым упо- ром 15) вокруг шарнира 4 вперед. Этот цикл повто- ряется периодически с частотой от 2 до 5 колебаний в секунду. В момент перемещения С-образной стойки 1 вперед, рычаг 6 с ударником 8, обладающим значительной инерционностью за счет своей массы, отходит от стойки 1, а затем, под действием силы тя- жести, поворачивается вокруг оси вращения 7 (ось вращения 7 рычага 6 закреплена на С-образной стойке 1 зажимом 9) в направлении движения, и ударник 8 (ударник 8 выполнен в виде пустотелого 31

№ 1 (70) январь, 2020 г. Рисунок 3. Рабочий орган культиватора: вид что обеспечивает самоочищение рабочего органа сбоку культиватора от налипающей на него в процессе ра- боты почвы с растительными остатками, повышение Техническим результатом полезной модели явля- степени крошения почвы культиваторной лапой и ется увеличение частоты вибрации стойки с лапой, снижение тягового сопротивления. Таким образом, разработка комбинированных орудий для предпосевной обработки почвы с одно- временным внутрипочвенным локальным внесением минеральных удобрений одновременно позволяют достичь качественной обработки почвы и обеспечить питание растений в соответствии с биологическими потребностями фенологической фазы их развития. В связи с тем, что изучение основ современного сель- скохозяйственного производства становится в насто- ящее время более актуальным, чем прежде и имеет важное народнохозяйственное значение, ведущие специалисты в области сельскохозяйственного ма- шиностроения, как отечественные, так и зарубежные, не обошли эту проблему и отразили ее в той или иной степени в своих разработках. Список литературы: 1. Горячкин В.П. Собрание сочинений. Том 2, М: Колос, 1965. 384с. 2. Патент на изобретение RU 2274992. Агрегат для подкормки и внесения гербицидов в прикорневую зону рас- тений. Авторы: Сотченко В.С., Багринцева В.Н., Карпунин В.В., Абезин В.Г. Опубл. 27.04.2006г., бюл. № 12. 3. Патент на изобретение RU 2376743. Способ и устройство для внесения удобрения при культивировании. Авторы: Милюткин В.А., Ларионов Ю.В., Канаев М.А. Опубл. 27.12.2009г., бюл.№ 36. 4. Патент на изобретение RU 2605337. Рабочий орган культиватора. Авторы: Бабицкий Л.Ф., Соболевский И.В. Опубл. 20.12.2016г., бюл.№ 35. 5. Патент на полезную модель RU 170937. Рабочий орган культиватора. Авторы: Мяло В.В., Мазуров В.В., Мяло О.В., Демчук Е.В., Голованов Д.А. Опубл. 16.05.2017г., бюл.№ 14. 6. Патент на полезную модель RU 179172. Рабочий орган культиватора. Авторы: Бабицкий Л.Ф., Шевченко В.В., Москалевич В.Ю. Опубл. 03.05.2018г., бюл. № 13. 32

№ 1 (70) январь, 2020 г. СТАТЬЯ УДАЛЕНА ПО ЗАПРОСУ ПРАВООБЛАДАТЕЛЯ 33

№ 1 (70) январь, 2020 г. СТАТЬЯ УДАЛЕНА ПО ЗАПРОСУ ПРАВООБЛАДАТЕЛЯ 34

№ 1 (70) январь, 2020 г. СТАТЬЯ УДАЛЕНА ПО ЗАПРОСУ ПРАВООБЛАДАТЕЛЯ 35

№ 1 (70) январь, 2020 г. СТАТЬЯ УДАЛЕНА ПО ЗАПРОСУ ПРАВООБЛАДАТЕЛЯ 36

№ 1 (70) январь, 2020 г. МЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ПОЛУЧЕНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ КВАСЦОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ ОТХОДОВ ПУТЕМ ИХ ЩЕЛОЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ Сабиров Вахобжон Хусанович доктор химических наук, профессор, НИТУ филиал МИСиС, Республика Узбекистан, г. Алмалык E-mail: mailto:[email protected] Иркабаев Джуманали Усманович старший преподаватель, Алмалыкский филиал Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Алмалык E-mail: [email protected] Амиров Шахбоз Ёркин угли преподаватель-ассистент, Алмалыкский филиал Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Алмалык Жумаев Маннон Нафасович преподаватель-ассистент, Алмалыкский филиал Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Алмалык Юлдашев Лазиз Ташпулатович преподаватель-ассистент, Алмалыкский филиал Ташкентского государственного технического университета им. Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Алмалык PRODUCING OF ALUMINUM ALUM BY ALKALINE PROCESSING OF ALUMINUM WASTE Vahobjon Sabirov Doctor of Chemistry, Professor, NUST branch of MISIS, the Republic of Uzbekistan, Almalyk Jumanali Irkabayev Senior Lecturer of Almalyk Branch of Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, the Republic of Uzbekistan, Almalyk Shakhboz Amirov Lecturer-Assistant, Almalyk Branch of Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, the Republic of Uzbekistan, Almalyk Mannon Jumayev Lecturer-Assistant, Almalyk Branch of Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, the Republic of Uzbekistan, Almalyk Laziz Yuldashev Lecturer-Assistant, Almalyk Branch of Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, the Republic of Uzbekistan, Almalyk ___________________________ Библиографическое описание: Получение алюминиевых квасцов из алюминиевых отходов путем их щелочной переработки // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Сабиров В.Х. [и др.]. 2020. № 1(70). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8721

№ 1 (70) январь, 2020 г. АННОТАЦИЯ В статье обсуждается химический метод переработки бытовых алюминиевых отходов в алюминиевые квасцы. Метод основан на щелочной переработке алюминиевых изделий калиевой щелочью и нейтрализацией полученного щелочного раствора серной кислотой. Алюминиевые изделия сперва подвергаются механической обработке, что позволит очистить алюминиевые изделия от полимерных пленок и превратить их в мелкие стружки. Нейтрализованный раствор нагревается до получения насыщенного раствора квасцов, и выпавшие кри- сталлы отфильтровываются и сушатся на воздухе. Состав и структура полученных кристаллов алюминиевых квасцов исследованы рентгеноструктурным методом. ABSTRACT In article, the chemical method of processing of household aluminum waste to aluminum alum is discussed. The method is based on alkaline processing of aluminum wastes by potassium alkali and neutralization of the received alkaline solution by sulfuric acid. Aluminum products at first are exposed to machining what to allow clarifications of aluminum products from polymeric films and their transformation into small shavings. The neutralized solution heats up to receiving saturated solution of alum and the dropped-out crystals are filtered and dry on air. The composition and crystal structure of the received crystals of aluminum alum are investigated by a X-ray diffraction method. Ключевые слова: алюминиевые отходы, квасцы алюминиевые, щелочная обработка, кристаллическая структура. Keywords: aluminum waste; aluminum alum; alkaline treatment; crystalline structure. ________________________________________________________________________________________________ Постановка вопроса. Утилизация алюминиевых ния, которые очищают алюминиевый лом от верх- отходов, образованных из-за использованных алю- него полимерного слоя и разрезают отход на мелкие миниевых посуд в пищевой промышленности, стала кусочки или в стружку. важной проблемой больших городов. На городских свалках накопилось большое количество алюминие- Алюминиевая стружка хорошо взаимодействует вого лома. Этот лом в природе плохо утилизируется с щелочами. Для того чтобы химическая реакция и хранится довольно долгое время. Металлургиче- между алюминием и щелочью была эффективной, ская переработка алюминиевого лома включает в надо использовать эквимолярные количества алюми- себе плавление и электрохимические процессы [4]. ния и используемой щелочи. Скорость реакции Такая технология переработки требует большого ко- сильно зависит от концентрации раствора щелочи. личества тепловой и электрической энергии. Она яв- Согласно проведенным опытам наиболее оптималь- ляется дорогостоящей и имеет отрицательное влия- ной является концентрация щелочи 1.4 M. ние на окружающую среду. В отличие от металлургической технологии, химическая перера- Использованная экспериментальная мето- ботка алюминиевого лома является более дешевым дика. Методика переработки алюминиевого отхода методом и является экологически безвредной. состоит из нескольких этапов. Первый этап включает получение водорастворимого гидроксида алюминия Настоящая статья посвящена обсуждению мето- калия по следующей реакции: дики химической переработки бытовых алюминие- вых отходов, в частности алюминиевой посуды, в 2Al(тв.) + 2KOH(ж.) = 2 KAl(OH)4 (водн.) + H2↑ (1), квасцы, которые имеют широкое применение в го- (1) родских водоочистительных сооружениях в качестве коагуляторов, а также в медицине, сельском хозяй- в ионном виде реакция имеет следующий вид: стве, деревообрабатывающей промышленности и парфюмерии. 2 Al(тв.) + 2 OH–(aq) + 6 H2O(ж.) → 2 Предлагаемая методика химической переработки Al(OH)4(водн.) + 3H2(г.) (2) алюминиевых отходов не требует сложного техноло- гического оборудования и дорогостоящих химиче- Как видно из уравнения реакции, в ходе реакции ских реактивов. выделяется газообразный водород. Поэтому реакцию надо проводить под вытяжным шкафом, надев за- Как известно, алюминий вызывает необратимые щитные очки. Необходимо пользоваться закрытыми изменения в организме человека и является вредным нагревательными приборами. Если в лаборатории для здоровья. Образование поверхностного оксид- имеется приспособление для накопления водорода, ного слоя снижает вредные свойства алюминия. Этот то можно накопить водород в специальном контей- слой является инертным к воздействию различных нере. Но ни в коем случае нельзя допустить образо- окислителей. Кроме того, алюминиевую посуду из- вания смеси водорода с воздухом. Образуемая грему- нутри покрывают тонким слоем органического пла- чая смесь взрывается от открытого огня, приводя к стического материала. Этот слой является помехой нежелательным последствиям. В отсутствие вытяж- при переработке алюминиевой посуды и усложняет ного шкафа реакцию надо проводить в хорошо про- переработку отхода, поэтому верхний слой отхода ветриваемой комнате или же на воздухе. Нельзя пы- нужно очистить от полимерного слоя. Для этого су- таться сжечь выделяемый водород. ществуют специальные механические приспособле- Алюминий оксид и алюминий гидроксид явля- ются амфотерными соединениями и взаимодействуют 38

№ 1 (70) январь, 2020 г. как с сильными кислотами, так и щелочами. Путем При добавлении бария нитрата в раствор квасцов выпадает сульфат бария в виде белого аморфного добавления в щелочной раствор серной кислоты ком- осадка: плексный анион Al(OH)4– переводится в водонерас- творимый гидроксид Al(OH)3: Ba2+(aq) + SO42– (aq) → BaSO4(тв.). (9) Отфильтровав и просушив осадок сульфата ба- 2KAl(OH)4(водн.) + H2SO4(водн.) → 2Al(OH)3 рия до постоянной массы и затем, взвесив массу су- (тв.) + K2SO4 (водн.) + 2H2O (ж.) (3) хого осадка, по добавленному количеству атома ба- рия можно вычислить долю сульфат аниона в составе или в ионном виде сульфата бария, и по этому числу — и число сульфат 2[K+(водн.) + Al(OH)4– (водн.)] + [2H+(водн.) + анионов в полученных квасцах. Этот метод известен SO42–(водн.)] → как гравиметрический [3, 2]. Для увеличения скорости реакции следует 2Al(OH)3 (тв.) + [2K+(водн.) + SO4 (водн.)] + нагреть раствор. Состав и кристаллическая структура полу- 2H2O (ж.) (4) ченных квасцов. Алюмокалиевые квасцы кристал- лизуются в кубической сингонии в пр.гр. Ра3̅ с пара- Дальнейшее добавление серной кислоты перево- метрами элементарной ячейки a = b = c = 12.261(1) A. дит водонерастворимый гидроксид алюминия в водо- Кристаллическая структура полученных квасцов со- растворимый сульфат алюминия Al2(SO4)2: стоит из гидратированных катионов алюминия, суль- фат аниона и катионов калия (рис. 1). 2Al(OH)3 (тв.) + 3H2SO4 (водн.) → Al2(SO4)3 Рентгеновские эксперименты монокристаллов с размерами 0,3  0,2  0,2 мм были проведены на ав- (водн.) + 6H2O (ж.) (5) томатическом дифрактометре XCalibur, Ruby (λCuK-излучение, комнатная температура, графито- или же в ионном виде: вый монохроматор, -сканирование), 6,52  2max  2Al(OH)3(тв.) + 3[2H+( водн.) + SO42–(водн.) 124,72°, –14  h  16, –5  k  7, –11  l  12, 3567 отражений с I  2(I). Эмпирические поправки на по- →[2Al3+(водн.) + SO42– (водн.)] + 6H2O(ж.) глощение, фактор Лоренца, а также на поляризацию введены по программе CrysAlisPro [5]. Когда раствор остынет, из раствора выпадут кри- На рис. 1 приведена кристаллическая упаковка сталлы гидрата алюминия сульфата калия, исследованных квасцов. В структуре катион Al3+ KAl(SO4)2•12H2O, которые необходимо отфильтро- имеет регулярную, а K+ — искаженную октаэдриче- вать из раствора: скую координация за счет кристаллизационных мо- лекул воды. Сульфатные анионы распределены в K+(водн.) + Al3+(водн.) + 2SO42–(водн.) + 12OH– двух противоположных ориентациях вдоль оси сим- (водн.) → KAl(SO4)2 ∙12H2O. (6) метрии третьего порядка. В случае присутствия в алюминиевом ломе дру- Рисунок 1. Кристаллическая упаковка гих металлов процесс растворения лома в щелочном алюмокалиевых квасцов. растворе произойдет медленнее. Пунктирные линии — Н-связи Экспериментальная часть. После окончания химических процедур продуктивный раствор выпа- рывали до его насыщения при температуре 50 °С. Раствор оставляется в термостате до выделения из раствора кристаллов квасцов. Полученные квасцы бесцветны, октаэдрической формы. Обладают вяжу- щим свойством и кислым вкусом, водные растворы имеют кислую реакцию вследствие гидролиза воды: Al3+(водн.) + 3H2O (ж.) → Al(OH)3 + 3H+. (7) Реагирует с лакмусовой бумагой, окрашивая ее в слабо фиолетовый цвет. Нагревание полученных квасцов показывает, что они плавятся в кристаллиза- ционной воде, затем дегидратируются в две или не- сколько стадий с образованием промежуточных кри- сталлогидратов, напр. NaAl(SO4)2.6H2O, KAl(SO4)2.8Н2О, KAl(SO4)2.2H2O. Конечные про- дукты дегидратации — безводные, или «жженые», квасцы. Путем взвешивания квасцов до и после тер- мообработки и сравнивая исходную и конечную массы определено число кристаллизационных моле- кул воды, равное 12. Число сульфатных анионов определяется с помо- щью азотнокислого бария Ba(NO3)2. Согласно урав- нению (6) при растворении квасцы диссоцируют по схеме: KAl(SO4)2∙12H2O → K+(водн.) + Al3+(водн.) + 2SO42–(водн.) + 12H2O(водн.). (8) 39

№ 1 (70) январь, 2020 г. Заключение. Таким образом, проведенные ис- Предложенная методика может быть использо- следования показали, что алюминиевые отходы мо- вана для переработки отходов свинцового завода, а гут быть переработаны в алюмокалиевые квасцы пу- также отходов хромовых заводов. тем их щелочно-кислотной переработки. Список литературы: 1. Аналитическая химия / под ред. А.А. Ищенко. — М. : Академия, 2010. — 320 с. 2. Золотов Ю.А. Аналитическая химия. — М. : Выс. шк., 1999. — 396 с. 3. Логинов Н.Я. , Воскресенский А.Г. , Солодкин И.С. Аналитическая химия. — М. : Просвещение, 1979. — 480 с. 4. Позив М.Е. Технология минеральных солей. 4 изд. Ч. 1. — Л. : 1974. С. 566, 613, 632, 635, 640, 653. 5. CrysAlisPro. Version. 1.171.33.44. Oxford Difraction Ltd, 2009. 40

№ 1 (70) январь, 2020 г. ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ КОМПЛЕКСНАЯ УБОРКА ХЛОПКА-СЫРЦА МЕХАНИЗИРОВАННЫМ СПОСОБОМ Абдувалиев Убайдулла Абдуллаевич канд. хим. наук, доцент, Альмалыкский филиал Ташкентского Государственного технического университета им. Ислам Каримова, Узбекистан, г. Алмалык Бутунов Жахонгир Рузиқулович ассистент, Альмалыкский филиал Ташкентского Государственного технического университета им. Ислам Каримова, Узбекистан, г. Алмалык Е-mail: [email protected] COMPLEX HARVESTING OF RAW COTTON MECHANIZED Ubaydulla Abduvaliyev candidate of Science, associate professor of the Almalyk branchs of Tashkent State technical University after named Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk Zhakhongir Butunov assistant, Almalyk branchs of Tashkent State technical University after named Islam Karimov, Uzbekistan, Almalyk АННОТАЦИЯ В статье приводится описание сведения о хлопке-сырце, имеющихся хлопкоуборочных машин, их конструкции, преимущество и недостатки этих машин. Описание предлагаемого механического хлопкоподборочного аппарата, и сравнительные показатели относительно существующих. ABSTRACT The article describes the in formation about raw cotton, av ailable cotton pickers, their design, the advantages and disadvantages of these machines. Description of the proposed mechanical cotton picking apparatus, and comparative indicators relative to existing ones. Ключевые слова: шпиндели – серийные, винтовые и оболочковые; хлопкпуборочная машина; хлопкоуборочный аппарат; дефоляция; горизонтальный шпиндель; вертикальный шпиндель; антиинерционный; хлопкоподборщик, хлопкоподборщик механический. Keywords: spindles – serial, screw and shell; cotton picking machine; cotton picker; defolation; horizontal spindle; vertical spindle; anti-inertia; cotton picker, mechanical cotton picker. ________________________________________________________________________________________________ Известно, что выращивание хлопка-сырца очень В настоящее время выпускаются два типа хлоп- трудоемкая работа. До созревания хлопка-сырца он коуборочных машин: вертикально- и горизонтально обрабатывается (культиватором) несколько раз меха- шпиндельные. Горизонтально шпиндельная хлопко- низированным способом, а также вручную произво- уборочная машина выпускается в США, которыми дится полив примерно 4-6 раз. После того как хлопок собирается хлопок при раскрытии 90-95% и высоте созревает и раскрывается 50-70%, начинается уборка хлопчатника 80-100 см и выше. При такой уборке хлопка-сырца как вручную, так и хлопкоуборочными хлопка-сырца показатели этих машин достигается до машинами. Перед уборкой хлопка-сырца хлопкоубо- рочными машинами производится дефолиация хлоп- 90-95%. чатника т.е. удаляется зеленные листья на 50-70%. В Узбекистане погодные условия не допускает Спад листьев происходит в течении 3-х суток. После этого хлопкоуборочными машинами начинается раскрытие хлопчатника до 90-95%, поэтому, при рас- уборка хлопка-сырца. крытии хлопчатника 50-70%, сбор хлопка горизон- тально шпиндельными хлопкоуборочными маши- нами невыгодно, так как показатели сбора резко ___________________________ Библиографическое описание: Абдувалиев У.А., Бутунов Ж.Р. Комплексная уборка хлопка-сырца механизиро- ванным способом // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 1(70). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8713

№ 1 (70) январь, 2020 г. падают, а качество собранного хлопка ухудшаются, В настоящее время выпускается хлопкоубороч- т.е. собираются и недозрелые хлопки тоже, что ухуд- ная машина типа МХ-1,8 с двухрядным хлопкоубо- шает качество собираемого волокна. Выпускаемые рочным аппаратом (рис.1). Она предназначена для вертикально-шпиндельные хлопкоуборочные ма- сбора хлопка с междурядьем 90 см. Хлопкоубороч- шины в Узбекистане, просты по конструкции, в 7-8 ный аппарат является основной частью хлопкоубо- раз дешевле, а самое главное высокие результаты не рочной машины. В каждом аппарате монтированы по зависимо от высоты хлопчатника, как по сбору, так четыре барабана, и на каждом барабане расположены по качеству собранного хлопка-сырца (волокна). равномерно по периметру 12 шпинделей. Для повы- Кроме того, придавливая зеленные коробочки (ку- шения показателей сбора хлопка-сырца, барабаны в раки), ускоряют их раскрытие и созревание. аппаратах располагается так, чтобы шпиндели в них находились в шахматном порядке (рис.2). Рисунок 1. Хлопкоуборочная машина типа МХ-1,8 Шпиндели хлопкоуборочных аппаратов выпус- каются двух видов: цельная с четырьмя рядами наре- занных зубцов; и винтовая, надетая на стержень. Винтовая лента имеет с двух краев (сторон) нарезан- ные зубцы. Преимущество винтовых шпинделей в том, что они могут собирать хлопок-сырец и без де- фолиации, так как этот шпиндель является самоочи- щающимся. Показатели вертикально-шпиндельных хлопко- уборочных машин по сравнению с горизонтально шпиндельными, при раскрытии хлопка-сырца 50- 70%, по всем показателям высоки. Кроме того, зеле- ные, не созревшие коробочки (кураки) пройдя между шпинделями сжимаются, что способствует ускоре- нию раскрытия и созревания зеленых коробочек. (Рис.3) Рисунок 2. Расположение шпинделей на барабанах (в шахматном порядке) Нами был предложен более эффективный шпин- дель – оболочковый. На стержень диаметром 24 мм 42

№ 1 (70) январь, 2020 г. (что и в винтовом шпинделе) надевается оболочка, Известно, что после первого сбора 10-12% диаметром 26 мм и толщиной 0,5-0,7 мм выполнен- хлопка-сырца опадает на землю. Они считаются под- ный из ст.45. что и для изготовления оболочек. борами. Сперва на сыром листе штампуются зубцы с около- зубцовыми отверстиями в шахматном порядке, после Для сбора опавшего хлопка на землю (грядки) этого лист заворачивается в цилиндр и края привари- имеются хлопкоподборщик, который прикреплен на ваются. Потом на верхний и нижний края приварива- отдельный трактор и весит более 1500 кг. Рабочие ор- ются специальные круглые кольца придающие обо- ганы таких подборщиков изготовлены из ленточной лочке прочность, а также возможность перемещаться толстой резины, надетые на шкивы имеющие межо- оболочке относительно стержня на 4-5 мм, затем про- севое расстояние приблизительно 4 метра. Верхние изводится закалка с последующим отпуском. Гото- части резины имеют прорезы через каждые 8 см. При вые оболочки устанавливаются на стержень так, перекатывании поверх шкивов эти прорезы раскры- чтобы они могли передвигаться относительно ваются и защемлением собирают на грядке хлопок, стержня на 4-5 мм. Такая конструкция дает возмож- листья и другие вещи, что попадает на подрезы. По- ность удалять и не собираться внутри между стерж- казатели таких подборщиков очень низкие т.е. 50- нем и оболочкой зеленных смесей, листьев и других 60%, а засоренность сырья доходит до 70%. Поэтому сорных примесей. Еще одно преимущество таких применение таких подборщиков очень невыгодно. шпинделей в том, что вместо цельного стержня можно использовать антиинерционный, т.е. состоя- Нами был разработан механический зубчатый щий из трех частей и соединенных между собой шар- хлопкоподборочный аппарат, в середине которого нирно, верхние и нижние части невелики, а основная устроен неподвижный кулачковый барабан, а над средняя часть более весомый, т.е. около 70% тяже- ними находятся зубчатые рабочие органы, надетые сти. Такой антиинерционный стержень улучшает на стержень, закрепленные на вращающиеся диски, технологический процесс. Известно, что, шпиндели которые установлены по краям кулачкового барабана вращаются в рабочей зоне в сторону острия зуба, пе- с зазором. Поверху рабочего органа приварена лента, реходя в зону съема останавливаются и вращаются в имеющая с двух сторон зубцы. При перекатывании обратном направлении, т.е. совершают реверс, а это рабочих органов по кулачковому барабану, в зоне дает возможность самосбросу намотанного хлопка на сбора второй кончик входит в вогнутую часть ку- шпиндель, собранного в рабочей зоне. Предложен- лачка, а первый конец опускается вниз, соприкаса- ный антиинерционный оболочковый шпиндель дает ется с землей, захватывает хлопок и перемещается в возможность сократить время остановки при ревер- зону съема. В этой части рабочий орган приобретает сах, и тем самым увеличивает время пребывания в ра- цилиндрическую форму, при этом второй конец со- бочей и съемной зонах. При этом из-за инертности к прикасается с цилиндрической частью кулачка. Хло- движению средней части стержня при реверсирова- пок, подобранный рабочим органом, снимается пото- нии остается неподвижной. Такое явление дает воз- ком воздуха вентилятора и направляется в бункер можность повысить производительность хлопкоубо- хлопкоуборочной машины. рочной машины в целом. Предлагаемый механический зубчатый хлопко- Рисунок 3. Расположение хлопка в стебле подборочный аппарат, имеющий вес 300-350 кг, хлопчатника устанавливается взамен аппарата хлопкоуборочной машины с некоторыми небольшими переделками. Полнота сбора опавшего хлопка составляет 70-75%, при его засоренности 28-35%. Если применять хлоп- коуборочную машину и механического подборщика хлопка последовательно, то получается комплексная уборка хлопка-сырца механизированным способом. Изготовление такого подборщика хлопка не- сложно. Его можно изготовить даже в небольших ме- ханических цехах, так как по конструкции он очень прост. Применение предложенного механического зубчатого хлопкоподборочного аппарата дает воз- можность эксплуатировать хлопкоуборочную ма- шину, одновременно, как и хлопкоподборочный ап- парат. Замена аппаратов занимает очень мало времени 2-3 часа. Список литературы: 1. Абдувалиев У.А. механический хлопкоподборочный аппарат. Тезисы конференции (Республ. на узб языке), Ташкент 2013. (110-111стр.). 2. Руководство. Хлопкоуборочная машина марки МХ-1,8. 43

№ 1 (70) январь, 2020 г. РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ ОРГАНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ ЦИФРОВОЙ СЕТЬЮ ОПЕРАТИВНО- ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЛЕРА ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ УЧАСТКАХ Халиков Абдульхак Абдульхаирович д-р техн. наук, проф. Ташкентского института инженеров железнодорожного транспорта, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Ураков Олимжон Хикматуллаевич PhD Ташкентского института инженеров железнодорожного транспорта, Узбекистан, г. Ташкент ORGANIZATION AND MANAGEMENT OF THE INTEGRAL DIGITAL NETWORK OF OPERATIONAL AND TECHNOLOGICAL COMMUNICATION ON THE BASIS OF PERIPHERAL INTERFACE CONTROLLER DEVICES IN RAILWAY SITES Abdulxak Khalikov Dsc, prof. Tashkent Institute of Engineers railway transport, Uzbekistan. Tashkent Olimdjan Urakov PhD, Tashkent Institute of Railway Engineers, Uzbekistan. Tashkent АННОТАЦИЯ В статье рассматривается первичный транспортный уровень сети на базе интегрированного оптического устройства. Разработанное устройство и программное обеспечение дает возможность получения удаленного управления и мониторинг интегрированной цифровой сети оперативно-технологической связи на железнодорож- ных участках Ангрен-Пап. ABSTRACT The article discusses the primary transport layer of a network based on an integrated optical device for all types of station communications. The developed device and software makes it possible to obtain remote control and monitoring of an integrated digital network of operational-technological communication in the railway sections of Angren-Pap. Ключевые слова: оперативно-технологическая связь, виды связи, программное обеспечение, коммутация, синхронизация, гибридное устройство. Keywords: operational-technological communication, types of communication, software, switching, synchroniza- tion, hybrid device ________________________________________________________________________________________________ Введение Качество процесса перевозки на железнодорож- Для Республики Узбекистан важное стратегиче- ном транспорте определяется быстротой, надежно- ское значение имеет железнодорожный транспорт. стью и безопасностью доставки грузов и пассажиров Он связывает воедино экономическую систему к месту назначения. Эти показатели зависят от Республики, обеспечивая стабильность промышлен- успешного функционирования и взаимодействия ных предприятий, своевременный подвоз наиболее подразделений и хозяйств. важных грузов в самые отдаленные уголки страны. Акционерное общество «Узбекистон темир йуллари» Значительна роль этого взаимодействия в теле- (АО «УТЙ»), в настоящее время выполняет около 40 коммуникационных сетях железнодорожного транс- % грузов и более 70 % пассажирских перевозок порта. страны [1]. Телекоммуникационная сеть железнодорожного транспорта предназначена для обеспечения связью ___________________________ Библиографическое описание: Халиков А.А., Ураков О.Х. Организация и управления интегральной цифровой сетью оперативно-технологической связи на основе устройств контроллера периферического интерфейса на железнодорожных участках // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 1(70). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/8739

№ 1 (70) январь, 2020 г. предприятий и структурных подразделений железно- Вторичные сети ОТС-(Оперативно- дорожного транспорта, согласно с правилами техни- технологическая связь) и ОбТС - (Общетехнологиче- ческой эксплуатации железных дорог Республики ская связь) служат для удовлетворения потребностей Узбекистана. подразделений железнодорожного транспорта в раз- личных услугах связи. В соответствии с потребностями системы управ- ления железнодорожного транспорт предоставляе- В зависимости от назначения, вида передаваемой мых абонентам сетей необходимые объемы и каче- информации и воздействия на управление процессом ство связи определяются с учетом развития техники перевозок организуются вторичная сеть связи и ОТС. связи и возможности расширения перечня услуг. Это объясняется тем, что она предназначена для со- единений и ведения переговоров диспетчеров основ- Среди особенностей перевозочного процесса на ных служб, непосредственно организующих пере- железнодорожном транспорте можно назвать много- возочные процессы: служб перевозок (Д), численность и территориальную разобщенность его локомотивного хозяйства (Т), хозяйства пути (П), ва- производственных подразделений, тесную взаимо- гонного хозяйства (В), энергохозяйства (Э), пасса- связь в работе, а также, непрерывность производ- жирской (Л) и т.д., с исполнителями технологиче- ственного процесса во времени. К организации и ских процессов эксплуатационной работы, управлению работой железных дорог всё это опреде- находящихся на станциях, перегонах и подвижных ляет основные требования [2-5]. В процессе пере- объектах, в пределах диспетчерских участков (кру- возки участвуют работники различных направлений гов), а также руководителей станций и других объек- и специальностей, в ведении которых находятся: же- тов железнодорожного транспорта с соответствую- лезнодорожный путь, искусственные сооружения, щими исполнителями. подвижной состав (локомотивы, вагоны), устройства автоматики и телемеханики, многочисленные стан- Сети связи железнодорожного транспорта можно ции и раздельные пункты, энергетические устрой- разделить по территориальному признаку на сети ма- ства, информационно-вычислительные центры гистральной, дорожной, отделенческой и местной (ИВЦ) и т. д. связи [2, 4], в которых организуется комплекс ОбТС и ОТС, отличающееся областью применения и степе- Строгая дисциплина, оперативная разработка нью воздействия на процесс управления соответству- мер и регулирование парка вагонов и локомотивов, ющими подразделениями железнодорожного транс- соблюдение графика движения поездов, обеспечение порта. безопасности поездов, минимальные сроки доставки грузов и пассажиров требуют от всех составных ча- Применяемые типы устройств оперативно- стей этого сложного многоотраслевого хозяйства ра- технологической связи на железнодорожных ботать в четком взаимодействии между собой. Для обеспечения взаимодействия и бесперебойной ра- участках Ангрен-Пап боты вышеперечисленных звеньев управления же- В участке Ангрен-Пап организуются следующие лезнодорожным транспортом создана технологиче- виды ОТС: ская сеть связи (дальше сеть связи железнодорожного транспорта).  Поездная диспетчерская связь (ПДС). В соответствии с правилами технической эксплу-  Служебная диспетчерская связь (СДС). атации АО «УТЙ», сеть связи железнодорожного транспорта Республики Узбекистан представляет со-  Линейно-путевая связь (ЛПС). бой совокупность первичной и вторичных сетей для обеспечения связью предприятий, организаций и  Подстанционная связь (ПС). структурных подразделений железнодорожного транспорта с учетом развития техники связи и воз-  Билетная диспетчерская связь (БДС). можности расширения перечня услуг, предоставляе- Схема железнодорожной участки Ангрен-Пап мых абонентам сетей. представлена на рис.1 [6,7], которые имеют 6 стан- ций и протяженность участки составляет 129,5 км. ст. АНГРЕН ст. ПАП ст. КУЛ ст. ОРЗУ ст. ЧОДАК ст. КОН ст. ТЕМИРЙУЛОБОД ст.КУШМИНОР Рисунок 1. Схема участки Aнгрен-Пап Общая ёмкость потоков Е1 в оптическом канале со- в сети. Коммутация Е1 осуществляется в мультиплек- ставляет 88 потоков. Устройство является ADM (Add соре на уровне потоков Е1. Drop Multiplexer) мультиплексором и имеет возмож- ность ввода/вывода потоков Е1 на любом сетевом узле. Мультиплексор поддерживает такие сетевые топо- Неиспользуемые потоки коммутируются между двумя логии как «точка-точка», «точка-точка» с резервирова- оптическими портами для передачи следующим узлам нием, «цепочка», «кольцо». Максимальное количество мультиплексоров в «цепочке» или «кольце» - 32 узла. 45

№ 1 (70) январь, 2020 г. Трафик Gigabit Ethernet и Е1 потоки защищены от ава- используются новейшие микросхемы известных миро- рии оптического канала в топологиях «кольцо» и вых производителей, что позволяет создавать каче- «точка-точка» с резервированием. ственную и надежную продукцию. Вся продукция сер- тифицируется. Существующая сеть ОТС железной SGM - гибкий первичный мультиплексор мульти- дороги Узбекистана представляет собой сочетание ана- сервисного доступа с возможностью маршрутизации. логовых и цифровых систем ОТС, причём в количе- Универсальные возможности и полный набор стандарт- ственном отношении аналоговые системы преобладают ных пользовательских интерфейсов мультиплексора [8-17]. В цифровую составляющую входят: коммутаци- позволяют использовать его широкому кругу операто- онная станция в Управлении дороги, цифровые группо- ров связи. вые каналы и цифровые пульты оперативной связи у диспетчерского аппарата Управления дороги. Все або- Это современное решение может использоваться нентские устройства вне Управления дороги являются на участках первичной сети, узлах доступа, выносах аналоговыми. технологической сети с подключением к ТфОП- (Теле- фонная сеть общего пользования) и предоставлением Настройка и программное обеспечение полного набора современных аналоговых/цифровых устройств оперативно-технологической связи канальных окончаний. Мультиплексор может исполь- зоваться для организации распределенных сетей пере- Производить настройку в PIC-D используется про- дачи данных, объединения ЛВС и позволяет удаленное граммное обеспечение Hyperterminal, которое является (локальное и сетевое) управление мультиплексорами. терминальной программой для операционной системы Microsoft Windows и OS/2, разработанное в 1985 году. По типу используемых каналов связи система мо- Так устройство PIC-D поддерживает протокол удален- жет быть сконфигурирована в любой комбинации с ис- ного управления Simple Network Management Protocol пользованием разнообразных интерфейсных модулей, (SNMP), который осуществляется соединения через включая стандартные телефонные каналы, выделенные TCP/IP. Данный протокол считается стандартным ин- аналоговые и цифровые линии, высокоскоростные тернет-протоколом для программирования и управле- цифровые линии, линии Е1 и подключение ЛВС (Ло- ния устройствами в IP-технологии. Протокол обычно кальная вычислительная сеть )-(Ethernet LAN). Важной используется в системах сетевого управления для кон- особенностью мультиплексора является возможность троля подключённых к сети устройств на предмет усло- создания IP-сети передачи данных, наложенной на су- вий, которые требуют внимания администратора. Для ществующую TDM-сеть (Time-division multiplex-муль- настройки и программирования устройства PIC-D необ- типлексная передача с временным разделением, уплот- ходимо администратору правильно выбрать интер- нением) каналов Е1. Это обеспечивается функцией фейсного кабеля. маршрутизации, встроенной в модуль управления мультиплексора. После соединения набираем комбинацию echo $ для обнаружения идентификации устройства для Место коммутационных станций применяются дальнейшей настройки. После обнаружения идентифи- пункт промежуточной связи цифровой (PIC-D кации устройства набираем команду $002%01, где $ - peripheral interface controller, что означает «контроллер означает команду подключения; 002 – номер идентифи- интерфейса периферии»), на базе гибридного устрой- кации устройства; 01 - номер центрального процессора ства для обслуживания абонентов ОТС Управления до- для осуществления управления устройства PIC-D как роги, имеющих цифровые пульты оперативной связи. показано на рис. 2. Устройство PIC-D обеспечивает совместную работу с линейными комплексами цифровой оперативно-техно- Затем мы попадаем в главное меню, где Connection логической связи, распорядительной станцией, а также setup является основным для настройки коммутации. с заменяющей их аппаратурой и полностью совместим Для того чтобы осуществить соединения необходимо с ними. войти в меню нажав цифру 1 (рис.3). Данное устройство отечественного производства, Далее мы рассмотрим основные функциональные изготовленное ООО «Elius» работающее на рынке Уз- параметры настройки программирования устройств бекистана с 1992 г. Основное направление деятельно- сти ООО «Elius - разработка и изготовление телекомму- PIC-D. никационного оборудования. В разработке На рис.5 иллюстрировано меню настройки соеди- нения (Configure connections). Рисунок 2. Соединение к устройству PIC-D 46

№ 1 (70) январь, 2020 г. Рисунок 3. Главное меню устройства PIC–D Рисунок 4. Меню настройки соединения Для осуществления коммутации производим за-  M8cb105:b201; пись:  M8cb106:b202;  M8cb106:b203  M8cb101:b101;  M8cb106:b204  M8cb102:b102;  M8cb103:b103;  M8cb104:b104; 47

№ 1 (70) январь, 2020 г. Это обозначает, соединить проводом мезонин ка- В этом меню осуществляется настройка и мони- налообразующим портом платы VC4 с платой VC16 торинг системы Е1 (System Setup) при помощи стан- и на плату FXS4 подвести 4-х телефонный аппарат. дарта Single-pair High-speed DSL (SHDSL), который обеспечивает симметричную дуплексную передачу Для того, чтобы проверить таблицу заполнения данных по паре медных проводников. кросс-коннектов набираем команду L1, где L обозна- чает лист, а 1 обозначает номер порта или номер карты (рис.5). Рисунок 5. Проверка таблицы заполнения кросс-коннектов SYSTEM SETUP Рисунок 6. Главное меню системных настройки устройства MONITORING AND GROUP CHANNELS С помощью данного параметра устройств PIC-D SETUP приводиться настройки синхронизации, даты вре- мени, скорость подключения устройств и получить 48

№ 1 (70) январь, 2020 г. информацию об устройстве, а также статистику ра- боты по протоколу G826 (рис.6). Рисунок 7. Настройка группового канала и мониторинга Оперативно-технологическая связь на железно- Для создания конференции связи заходим в раз- дорожном транспорте организуется по принципу дел Monitoring and group channels setup затем Group группового канала (один говорить все слушают). voice channels setup далее Modify group channels и набираем: e0:1t201r - удаленно; e1:1tb0101 - ло- На рис.7 представлена настройка группового ка- кально, где e - обозначает включить; 1t - номер кон- нала и мониторинга. ференции; b - периферийную плату (рис.8). Рисунок 8. Настройка группового канала устройств PIC-D Вывод экономически выгодной для АО «УТЙ». Основными Применяемый на железнодорожных участках достоинствами данного устройства следующие: Ангрен-Пап пункт промежуточной связи на базе ги-  Производство оборудования в Республики Узбекистан; бридного устройства (PIC-D) является технически и 49