CC BY
34
Министерство образования и науки РФ
Правительство Пензенской области Академия информатизации образования Академия проблем качества РФ Российская академия космонавтики им. К.Э.Циолковского Российская инженерная академия Вычислительный центр РАН им. А.А.Дородницына Институт испытаний и сертификации ВВТ ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л.Минца» ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «РУБИН» ОАО «НИИФИ», ОАО «ПНИЭИ», ФГУП ФНПЦ «ПО СТАРТ», НИКИРЭТ, ЗАО «НИИФИиВТ» ОАО «ППО ЭЛЕКТРОПРИБОР», ОАО «РАДИОЗАВОД» Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС» ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА» Пензенский государственный университет
АадижУ{%шсж
ТРУДЫ
МЕЖДУНАРОДНОГО СИМПОЗИУМА
НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО
II то^
ПЕНЗА 2015
УДК 621.396.6:621.315.616.97:658:562 Т78
Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО»:
T78 в 2 т. - Пенза : ПГУ, 2015. - 2 том - 384 с.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
В сборник трудов включены доклады юбилейного ХХ-го Международного симпозиума «Надежность и качество», проходившего с 25 по 31 мая 2015 г. в городе Пензе.
Рассмотрены актуальные проблемы теории и практики повышения надежности и качества; эффективности внедрения инновационных и информационных технологий в фундаментальных научных и прикладных исследованиях, образовательных и коммуникативных системах и средах, экономике и юриспруденции; методов и средств анализа и прогнозирования показателей надежности и качества приборов, устройств и систем, а также анализа непараметрических моделей и оценки остаточного ресурса изделий двойного назначения; ресурсосбережения; проектирования интеллектуальных экспертных и диагностических систем; систем управления и связи; интерактивных, телекоммуникационных сетей и сервисных систем; экологического мониторинга и контроля состояния окружающей среды и биологических объектов; исследования физико-технологических процессов в науке, технике и технологиях для повышения качества выпускаемых изделий радиопромышленности, приборостроения, аэрокосмического и топливно-энергетического комплексов, электроники и вычислительной техники и др.
Оргкомитет благодарит за поддержку в организации и проведении Международного симпозиума и издании настоящих трудов Министерство образования и науки РФ, Правительство Пензенской области, Академию проблем качества РФ, Российскую академию космонавтики им. К. Э. Циолковского, Российскую инженерную академию, Академию информатизации образования, Вычислительный центр РАН им. А. А. Дородницына, Институт испытаний и сертификации ВВТ, ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца», ОАО «УПКБ ДЕТАЛЬ», ОАО «НИИФИ», ФГУП «ПНИЭИ», ОАО «РУБИН», ОАО «РАДИОЗАВОД», ОАО «ППО ЭЛЕКТРИПРИБОР», ФГУП «ПО «СТАРТ», НИКИРЭТ - филиал ФГУП «ПО «СТАРТ», Пензенский филиал ФГУП НТЦ «АТЛАС», ОАО «ТЕХПРОММАШ», МИЭМ НИУ ВШЭ, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Сургутский институт мировой экономики и бизнеса «ПЛАНЕТА»,Пензенский государственный университет.
Сборник статей зарегистрирован в Российском индексе научного цитирования (РИНЦ) с 2005 г.
Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я :
Юрков Н. К. - главный редактор Трусов В. А. - ответственный секретарь Баннов В. Я. - ученый секретарь Волчихин В. И., Абрамов О. В., Авакян А. А., Дивеев А.И., Иофин А. А., Каштанов В. А., Майстер В. А., Острейковский В.А., Петров Б. М., Писарев В. Н., Роберт И. В., Романенко Ю. А., Северцев Н. А., Садыков С. С., Садыхов Г. С., Увайсов С. У.
ISBN 978-94170-818-5(т.1) ISBN 978-94170-818-8
© Оргкомитет симпозиума, 2015 © ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», 2015
Перестройка брэгговской длины волны в относительно широких пределах возможна в интерферометре Тальбота [13], схема которого приведена на рисунке 6. При этом соответствующая перестройка угла интерференции <р в этом бесконтактном методе записи с использованием фазовой маски осуществляется синхронным поворотом зеркал.
Метод поточечного изготовления также имеет существенные практические ограничения, т.к. позволяет создавать только короткие (менее 1 см) ВБР и не дает возможности контролировать с высокой точностью формирование отдельных коротких секций шириной менее одного периода решетки, образующих структуру ВБР.
Перечисленные методы записи ВБР являются наиболее распространенными в силу их относительной простоты и гибкости параметров. Вместе с тем предложены и другие методы [13], которые позволяют изготавливать, в том числе, специальные типы решеток (ВБР большой длины, ВБР с изменением периода и амплитуды модуляции по длине решетки и т.д.).
ЛИТЕРАТУРА
1. C.R. Giles, "Lightwave applications of fiber Bragg gratings", J. Lightwave Technol, 15 (8), pp.1391-1404,1997.
2. J.-L. Archambbault, S. G. Grubb, "Fiber Gratings in lasers and amplifiers", J. Lightwave Technol., 15 (8), pp. 137 8-13 90,19 97.
3. A.D. Kersey, M.A. Davis, HJ. Patrick, M. LeBlanc, K.P. Koo, C.G. Askins, M.A. Putnam, E.J. Friebele, "Fiber grating sensors",/. Lightwave Technol., Vol. 15, No. 8, 14 4 2-1463,1997.
4. Середа П.В. Прецизионное определение параметров волоконных брэгговских решеток //Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербург 2005.
5. Kivshar S., Agrawal P., Optical Solitons. Academic Press, 2003.
6. Меркульев А.Ю. Программные комплексы и системы проектирования печатных плат / Меркульев А.Ю., Сивагина Ю.А., Кочегаров И.И., Баннов В.Я., Юрков Н.К. // Современные информационные технологии. 2014. № 19 (19). С. 119-128.
7. Гуляев Ю.В., Никитов С.А. [и др.] Волоконно-оптические технологии, устройства, датчики и системы // Фотон-экспресс. 2005. № 6. С. 114-127.
8. Беспрозванных В.Г., Гребенщикова Е.Н., Зырянов С.В., Оглезнев А.А. Экспериментальные характеристики волоконных брэгговских решеток с собственной анизотропией // Сборник научных трудов SWorld. 2014. Т. 2. Вып. 1. С. 51-55.
9. Агравал Г. Применение нелинейной волоконной оптики. - СПб.: Изд-во Лань, 2011. - 592 с.
10. R. Kashyap "Fiber Bragg Gratings", Academic Press, 1999.
11. G. Meltz, W.W. Morey, W.H. Glenn, "Formation of Bragg gratings in optical fibres by transverse holographic method", Opt. Lett., Vol.14, No.15,823-825,198 9.
12. Методология управления качеством сложных систем / Гришко А.К., Юрков Н.К., Кочегаров И.И. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 377-379.
13. K.O. Hill, B. Malo, F. Bilodeau, D.C. Johnson, J. Albert, "Bragg grating fabricated in monomode photosensitive optical fiber by UV exposure through a phase mask", Appl. Phys. Lett, Vol.62, No.10,1035-1037,1993.
14. A. Othonos, X. Lee, "Novel and improved methods of writing Bragg gratings with phase-masks", IEEE Phot. Techn. Lett., vol.7,1183,1995.
15. P.E. Dyer, R.J. Farley, R. Giedl, "Analysis and application of a 0/1 order Talbot interferometer for 193 nm laser grating formation", Optics Communications, vol.129,98, 1996.
16. Северцев, Н.А. К вопросу об утрате работоспособности систем / Н.А. Северцев, А.В. Бецков, А.М. Самокутяев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 2. С. 268-270.
17 Критерии и показатели безопасности / Дедков В.К., Северцев Н.А., Петухов Г.Б., Тихон Н.К. // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. 1999. № 1. С. 33-54.
18. Северцев, Н.А. Минимизация обобщенного риска угроз безопасности / Н.А. Северцев // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. 2005. № 7. С. 3-10.
19. Универсальные оценки безопасности. Монография / Дивеев А.И., Северцев Н.А. // Москва, 2005.
20. Синтез оптимального закона управления потоками транспорта в сети автодорог на основе генетического алгоритма / Дивеев А.И., Северцев Н.А. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2003. № 3. С. 87.
в длинноволновую область посредством изменения угла между фазовой маской и световодом.
| УФ нэлучение
ItpKLI.IO
Фазовая маска ]
Зеркало
Световод
Рисунок 6- Схема записи брэгговски:': решеток в интерферометре Тальбота
УДК 621.371 Китаев В.Н.
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е. И. Забабахина», Снежинск, Россия
КОНСТРУКЦИЯ КОНТАКТНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРИБОРА
Контактные системы с поворотным перемыкате-лем широко применяются в электромеханических приборах (например, в электромагнитных переключателях, в пороговых инерционных включателях, реле разности давлений и др.) как безотказные устройства со стабильными электрическими параметрами в течение длительных сроков эксплуатации [1].
Контактная система во многом определяет конструкцию электромеханического прибора, так как, например, для контактной системы с поворотным
перемыкателем, вращающий момент и угол, необходимые для ее переключения должны обеспечиваться на выходном звене порогового физфакторного чувствительного элемента или электромагнитного привода. Дополнительные требования в процессе разработки прибора, например по увеличению количества контактов, изменению соотношения замыкающих и размыкающих контактов, могут приводить к существенной переработке конструкции всего прибора, что в свою очередь увеличить время
создания окончательной конструкции, принимаемом к дальнейшей разработке.
Для уменьшения вероятности указанных последствий по результатам проведенных проработок предложена конструкция контактной системы с
увеличенным количеством контактов и возможностью изменения соотношения замыкающих и размыкающих контактов.
Конструкция контактной системы показана на рисунке 1.
Упругий контакт 1 уробня
Упругий контакт 2 уробня
Перемыкатель
Рисунок 1 - Конструкция контактной системы с двухуровневым расположением упругие: контактов
исполнения контактной системы определяется вариантом исполнения поворотного пер>емыкателя, каждый из котор>ы:': отличается только угловым расположением ножей.
Перемыкатель
Упругий контакт |
Рисунок 2 - Размещение тр>ех пар замыкающих упругих контактов первого уровня
Конструктивные особенности разработанной контактной системы:
- размещение на каждом токовыводе двух встречно поджатых упругих контактов с возможностью захода в пространство между контактами ножей поворотного перемыкателя;
- равномерное угловое расположение токовыво-дов и упругих контактов вокруг поворотного пе-ремыкателя;
- двухуровневое расположение упругих контактов;
- попарное взаимное расположение переключаемых упругих контактов;
- возможность обеспечения замыкания или размыкания упругих контактов только угловым расположением ножей на поворотном перемыкателе.
Размещение замыкающихся контактов первого уровня показано на рисунке 2, соответственно размещение размыкающихся контактов второго уровня - на рисунке 3. Техническое решение созданной контактной системы, обеспечивающее безотказную работу со стабильными электрическими параметрами при широких диапазонах токов в коммутируемых электрических цепях, является базовым для контактных систем различного рода переключателей и предохранительных электромеханических приборов, предназначенных для применения в различных системах технических объектов.
В представленной конструкции контактной системы, имеющей рациональную компоновку, может быть выполнено шесть размыкающих и (или) замыкающих контактов в любом соотношении. Вариант
Рисунок 3 - Размещение трех пар размыкающих упругих контактов второго уровня
Рисунок 4 - Вариант исполнения перемыкателя с
одной парой замыкающих и двумя парами размыкающих упругих контактов
Суммарное количество контактов ограничено предъявленным требованием по отсутствию одновременно замкнутого состояния замыкающих и размыкающих контактов.
Вариант исполнения контактной системы показан на рисунке 4.
Контактная система работоспособна и обеспечивает сохранение исходного и переключенного состояний при высокоинтенсивных виброударных воздействиях.
При выполнении упругих контактов с использованием технического решения по патенту [2] кон-
тактная система может быть выполнена в малых габаритах, обеспечивающих ее применение соответственно в малогабаритных электромеханических приборах.
Созданная контактная система, являющаяся базовой конструкцией, успешно применена в нескольких разрабатываемых электромеханических приборах - пороговых физфакторных предохранительных датчиках, предназначенных для использования в составе систем автоматики различных технических объектов, эксплуатируемых в жестких
условиях в течении длительных сроков.
ЛИТЕРАТУРА
1. Китаев В.Н., Китаева Е.Н., Новоселова Н.В. Конструкция контакта для контактной системы электромеханического прибора. НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО - 2 013 : труды Международного симпозиума : в 2 т. /под ред. Н.К. Юркова. - Пенза : Изд-во ПГУ, 2013. - 2 т. - 418 с. с. 131-132.
2. ьетодология управления качеством сложных систем / Гришко А.К., Юрков Н.К., Кочегаров И.И. // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2014. Т. 2. С. 377-379.
3. Воробьев Д.В. Одноканальное управление шаговым двигателем / Воробьев Д.В., Трусов В.А., Кочегаров И.И., Горячев Н.В. // Молодой ученый. 2015. № 3 (83). С. 110-113.
4. Контактная система, патент РФ по заявке №2013112091 от 18.03.2013, H01H 1/42, опубликовано 27.09.2014, решение о выдаче патента от 28.01.2015.
УДК 621.371
Китаев1 В.Н., Дремков1 М.А., Уралёв1 А.А. , Клитеник2 О.В.
гФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина», Снежинск, Россия 2ФГУП «УЭМЗ», Екатеринбург, Россия
ИНДУКЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР
Устройства, обеспечивающие преобразование динамических воздействий, которым подвергается объект, в накопленную механическую энергию всякого рода спиральных пружин кручения, например двигателей наручных механических часов с автоподзаводом разработаны в широком многообразии и успешно используются на протяжении многих десятков лет. В связи с распространением в настоящее время мобильных электронных устройств актуальна конструкторская задача разработки преобразователей динамических воздействий с электрическим выходным сигналом. Подобные преобразователи могут производить подзарядку аккумуляторов мобильных электронных устройств, значительно упрощая их эксплуатацию.
Преобразователи могут создаваться с использованием схем инерционных генераторов, основанных на явлении возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него[1].
Возможны различные конструктивные варианты генераторов по расположению статора и ротора относительно друг друга, однако наиболее предпочтительной является система в виде индукционного генератора маятникового типа с поворотным магнитным ротором с осевым направлением поля и неподвижными обмотками. В представляемой конструкции число чувствительных элементов, расположенных между вращающимися блоками магнитов, равно числу пар магнитов, при этом должно обеспечивается смещение одной части магнитного ротора относительно другой так, чтобы разноимённые полюса магнитов располагались друг напротив друга. Выбор) такого рода конструкции
Варьирование межполюсного зазора
является приоритетным в связи с обеспечиваемыми габаритными и функциональными характеристиками преобразователя.
К достоинствам предлагаемой конструкции можно отнести:
- относительную простоту;
- возможность реагировать на низкочастотные и на непериодические инерционные воздействия;
- возможность снятия электрического сигнала с неподвижной части конструкции;
- автономность и отсутствие необходимости в обслуживании.
Регулирование величины, вырабатываемой ЭДС осуществляется за счёт изменения числа витков в катушках статора, среднего диаметра витка, а также за счёт изменения зазора между статором и составным магнитным ротором. При дальнейшей проработке конструкции имеется возможность провести сравнительный анализ используемых высокоэнергетических магнитов из материала - Бш-СО, а также магнитов из материала Ш-Ее-В и магнитов, полученных с использованием Иа1ЬаоЬ структур.
Свободное вращение составного магнитного маятника (ротора) обеспечивается применением подшипников качения, что позволяет минимизировать нежелательные перемещения ротора относительно других плоскостей, кроме измерительной и повысить чувствительность индукционного генератора.
Ранее разработанные на предприятии методики по оптимизации конструкций приборов с магнитными и электромагнитными цепями [2, 3] позволят обеспечить требуемые технические характеристики индукционного генератора.
Ъ и высоты обмоток Ь
Обмотка: наружный 09 мм; внутренний 03 мм; средний 06 мм. Длина среднего витка: 18,84 мм. Площадь среднего витка: 28,27 мм2. Рисунок 1 - Конструктивная схема
