CC BY
61
С иной стороны, машинному зрению все еще далеко до человеческого. Многие высоты достигнуты, многие еще впереди. Поэтому существует два взгляда на развитие машинного зрения. Одни говорят, что машины достигнут небывалых высот и разовьют огромную мощь, опередят человека. Другие утверждают, что машины никогда не превзойдут человека, и машинное зрение так и останется непригодным для решения некоторых проблем, где необходимо вмешательство человека.
Несовершенство машинного зрения обусловлено техническими причинами, но идет бурное развитие информационных технологий и находится все больше решений технических проблем.
Системы машинного зрения становятся все более актуальными, так как могут решать наиболее актуальные проблемы человечества, такие как безопасность, медицинские вопросы, вопросы качества продукции [6].
Литература
1. Дом смышленых роботов. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://robodem.ru/machinevision/ (дата обращения: 21.06.2016).
2. Машинное зрение: понятия, задачи и области применения. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.rusnauka.com/25_NPM_2009/Informatica/50975.doc.htm/ (дата обращения: 21.06.2016).
3. Машинное зрение и робототехника. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.flir.com/mcs/ru/view/?id=53788/ (дата обращения: 21.06.2016).
4. Системы компьютерного зрения: современные задачи и методы. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.controlengrussia.com/innovatsii/sistemy-komp-yuternogo-zreniya-sovremenny-e-zadachi-metody/ (дата обращения: 21.06.2016).
5. Компьютерное зрение мобильных роботов. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.smprobotics.ru/technologies/ (дата обращения: 21.06.2016).
6. Техническое зрение в управлении мобильными роботами. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://bibliofond.ru/view.aspx?id=447462/ (дата обращения: 21.06.2016).
Анализ материалов и технологий упрочнения распредвалов двигателей внутреннего сгорания грузовых автомобилей Пермяков Д. Н.
Пермяков Дмитрий Николаевич / Ретшуакоу ВшЫтп ШЫаеугек — магистрант, Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Набережные Челны
Аннотация: в статье анализируются материалы и технологии упрочнения распредвалов ДВС грузовых автомобилей, которые обеспечивают уменьшение износа и повышения эксплуатационной надежности. Ключевые слова: наплавка, напыление, плазменная металлизация, детонационное нанесение.
Ведение
Прочностные свойства деталей автомобилей зависят от физико-механических характеристик материала, из которого они изготовлены. Но ресурс разных деталей при достаточной прочности основного материала обычно связан со свойствами поверхностного слоя детали, качеством их поверхности и условий эксплуатации. Для создания поверхностных слоев с требуемыми характеристиками (состав, структура, толщина и др.) применяют различные методы обработки — механические, термические, электрофизические, электрохимические и их сочетание. В результате формируются поверхностные слои толщиной от нескольких микрометров до 1 мм и более, с улучшенными характеристиками, обеспечивающие уменьшение износа и повышения эксплуатационной надежности.
Одной из тяжело нагруженных и изнашиваемых деталей ДВС является распредвал и повышение его эксплуатационных характеристик, что является важной актуальной научно-технической задачей.
Причины и дефекты
Основная масса дефектов распределительного вала сводится к значительному износу и задирам на поверхностях кулачков и шеек, трещинам, царапинам на поверхностях под сальники, разрушению крепежных отверстий или резьбы в них, а также шпоночных пазов и посадочных мест под штифты, шкивы и шестерни (Рис. 1).
Рис. 1. Виды дефектов распределительного вала
Причины, вызывающие многие из вышеперечисленных дефектов, аналогичны с причинами износа коленчатого вала двигателя: недостаточное давление в системе смазки, недостаточный уровень масла, некачественное масло, сильный перегрев, приводящий к разжижению масла, попадание в масло бензина (дизельного топлива), приводящее к разжижению масла, засоренного масляного фильтра, и работа двигателя на грязном масле.
На скорость, форму и глубину износа кулачка влияют следующие факторы:
- форма и размеры толкателя;
- форма и размеры кулачка;
- сопряжение распределительного вала с остальными деталями (поверхность постели распределительного вала);
- сопряжение распределительного вала с остальными деталями (подшипники скольжения);
- скорость вращения распределительного вала;
- материалы кулачка и толкателя;
- величина и направление сил, действующих между кулачком и толкателем (сила разжимных пружин клапана), давление между кулачком и толкателем (зависящее от величины сил и площади контакта);
- условия работы (смазка, температура, попадание инородных тел, абразивных элементов, частиц стружки);
- масса деталей, входящих в работу механизма, моменты инерций;
- прочие особенности.
Материалы и методы исследования
Распределительные валы изготавливают из малоуглеродистых (15Х, 20Х, 15Н2М, I2XH3A) и из среднеуглеродистых (40, 45, 45Х) сталей. При использовании малоуглеродистых сталей кулачки вала подвергаются ХТО до твердости НКС 50...60. В случае применения среднеуглеродистых сталей эти элементы закаливаются ТВЧ на глубину 2...6 мм [1, с. 35].
Для повышения эксплуатационных характеристик распределительные валы упрочняются методом наплавки или напыления легирующими металлами.
Углеродистые стали с содержанием углерода до 0,3-0,4 % (мас. доля) применяют для наплавки деталей, подвергающихся незначительным абразивным воздействиям и усталостному износу в условиях трения скольжения и качения при работе в неагрессивных средах (валы, цапфы, ходовые колеса, опорные катки, ножи и т. п.).
Углеродистые и низколегированные стали с содержанием углерода более 0,4 % (мас. доля), а также стали, дополнительно легированные никелем, хромом, ниобием, вольфрамом, и другие используют для наплавки деталей, работающих в условиях интенсивных абразивных и абразивно-ударных воздействий в малоактивных коррозионных средах.
Для крупногабаритных деталей поверхностное легирование выполняют методом локальной электро-контактной наплавки порошками из легирующих элементов, что можно выполнить способом, по которому поверхность, подлежащую легированию, вначале предварительно обрабатывают резанием (точением или шлифованием) с заданными параметрами шероховатости и необходимым объемом впадин, образованных микронеровностями. В полученные впадины насыпают порошок из легирующих элементов (хрома, вольфрама, молибдена и др.) и одновременно проводят обработку поверхности изделия давящим инструментом (например, обкатывают твердосплавным роликом). Через контакт давящего инструмента с изделием пропускают электрический ток низкого напряжения.
Изменением шероховатости (параметра Кг) поверхности, т. е. размеров (объема) впадин микронеровностей, образуемых предварительной обработкой резанием, достигают заданной степени (насыщенности) легирования поверхностного слоя и расхода легирующих элементов, т. е. регулированием параметров шероховатости поверхности можно управлять процессом поверхностного легирования.
Локальный нагрев изделия, совместно с нанесенным порошком легирующих материалов, сосредоточенный только в зоне контакта давящего инструмента с изделием, происходит без наличия окисляющей среды. В результате и благодаря этому получают гладкую, чистую и упрочненную поверхность без оксидов и окалины, с плотным поверхностным слоем, обладающим повышенной термической и механической стойкостью [2, с. 211].
Во время обработки поверхностным пластическим деформированием в зоне деформирования металл с легирующими элементами нагревается до пластического состояния. Создаются благоприятные условия для диффундирования легирующих элементов в поверхностный слой изделия. Засыпка легирующего порошка во впадины шероховатости проводится в процессе обработки изделия поверхностным пластическим деформированием. Порошок, засыпанный во впадины микронеровностей, надежно удерживается в них благодаря наличию на поверхностях впадин ультромикронеровностей и остаточного магнетизма, образующегося после обработки резанием. В зоне контакта давящего инструмента с изделием на поверхности изделия осуществляется металлургический процесс, протекающий фактически в закрытом объеме под давлением при высокой температуре и без доступа окисляющей среды. В результате на детали образуется легированный поверхностный слой повышенной твердости с плотной структурой, гладкой упрочненной поверхностью и высокой термической и механической стойкостью [2, с. 230].
Вторым методом восстановления распределительного вала ДВС можно считать метод детонационного нанесения порошковых покрытий, который основан на использовании энергии детонации в газах. Металлический или металлизированный порошок наносят с помощью взрыва ацетиленокислородной смеси, обеспечивающего скорость набрасывания частиц порошка до 800900 м/с. Прочное соединение распыленных частиц порошка с подложкой смеси и ее взрыв происходят в специальной камере, куда порошок подается струей азота.
Подложка при взрыве совершает поступательное или вращательное движение. Материалы порошков: карбиды вольфрама и титана, оксиды алюминия и хрома, хром, кобальт, титан и вольфрам. Каждый взрыв, продолжающийся 0,2-0,23 с, образует слой покрытия толщиной 7 мкм. Многослойное покрытие может иметь толщину 0,02-0,4 мм. Покрытия из этих порошков имеют большую твердость и очень высокую износостойкость. В результате такого напыления образуется покрытие с высокими эксплуатационными характеристиками, прочностью сцепления и малой пористостью, в большинстве случаев не превышающей 1 %. Существенным преимуществом метода является умеренный нагрев обрабатываемой детали - не выше 250 °С.
Эффективным вариантом восстановления распределительного вала ДВС можно считать метод плазменной металлизации, который позволяет получать покрытия из тугоплавких и износостойких материалов, в том числе из твердых сплавов (Рис. 2). Этот способ основан на способности газов переходить при определенных условиях в состояние плазмы. Плазменная обработка осуществляется в специальных установках, называемых плазмотронами или плазменными головками.
В качестве плазмообразующего газа используют аргон или азот и реже водород или гелий. В качестве напыляемого материала применяют гранулированный порошок. Подача порошка в плазменную струю осуществляется транспортирующим газом (азотом). Напыляемый порошок расплавляется плазменной струёй и наносится на поверхность детали.
Рис. 2. Схема плазменной металлизации: 1 - канал подачи газа; 2 - канал подачи воды; 3 - катод; 4 - гранулированный порошок; - изолирующая прокладка; 6 - электрическая дуга; 7 - анод
Наиболее ценными свойствами обладают порошковые сплавы на основе никеля (ПГ-ХН80СР2, ПГ-ХН80СРЗ, ПГ-ХН80СР4), характеризуемые: невысокой температурой плавления (950—1050 °С), необходимой твердостью (в пределах HRC 35—60), жидкотекучестью, высокой износостойкостью, свойством самофлюсования. Недостаток этих сплавов — высокая стоимость. Менее дефицитны порошковые сплавы на основе железа с высоким содержанием углерода (ПГ-УЗОХ28Н4С4 КБХ и др.). Эти сплавы обеспечивают твердость HRC 56—63, высокую износостойкость. К недостаткам их относят тугоплавкость (температура плавления 1250—1300 °С) и отсутствие свойства самофлюсования [1, с. 38].
Для плазменной металлизации применяют универсальные плазменные установки УПУ-3 и УПУ-4 и универсальные плазменно-металлизационные установки УМП-4 и УМП-5 [1, с. 38].
Свойства плазменного покрытия могут быть значительно повышены, если после нанесения покрытия оплавить его плазменной струёй, ацетилено-кислородным пламенем или токами высокой частоты. Износостойкость таких покрытий при напылении сплавом ПГ-ХН80СРЗ превышает износостойкость стали 45, закаленной до твердости HRC 54-58, в 2-3 раза. Прочность сцепления покрытия, нанесенного на сталь, после оплавления повышается в 8—10 раз и равна 400—450 МПа. Плазменная металлизация с оплавлением покрытия может быть применена для восстановления деталей, работающих со знакопеременными нагрузками. Вывод
Выполнен анализ в области используемых материалов и технологий упрочнения распредвалов ДВС грузовых автомобилей. Предложены эффективные методы и материалы для получения гладкой, чистой и упрочненной поверхности с плотным поверхностным слоем и обладающие повышенной термической и механической стойкостью.
Литература
1. Пермяков Д. Н. Моделирование степени износа и восстановление распределительного вала КАМАЗ методом Плазменной металлизацией / Д. Н. Пермяков // Ежемесячный научный журнал «Prospero», 2015. № 8 (20). С. 35-39.
2. Технология упрочнения машиностроительных материалов: учеб. пособие-справочник / Евдокимов В. Д., Клименко Л. П., Евдокимова А. Н.; Под редакцией д. т. н., проф. В. Д. Евдокимова. Одесса -Николаев: Изд-во НГГУ им. Петра Могилы, 2005. 352 с.
3. Новиков В. Г. Справочник. Инженерный журнал / В. Г. Новиков, А. А. Федлров, Д. О. Бытеев // М.: Изд. дом «Спектр», 2004. № 7. С. 24-31.
4. Канарчук В. Е. Курс восстановления автомобильных деталей: Технология и оборудование / Канарчук В. Е., Чигринец А. Д. М.: Транспорт, 1998. 303 с.
Влияние характера трафика на эффективность работы конечных и транзитных узлов сетей Ethernet Лохтуров А. В.1, Филимонов А. А.2
'Лохтуров Андрей Вячеславович /Lohturov Andrey Vjacheslavovich — бакалавр, кафедра компьютерных систем и сетей; 2Филимонов Андрей Александрович / Filimonov Andrey Aleksandrovich — бакалавр, кафедра систем обработки информации и управления, Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, г. Москва
Аннотация: в статье рассмотрено влияние характера трафика на производительность сети. Изначально общепринятой моделью трафика сети Ethernet было Пуассоновское распределение, однако множество исследований показывает, что трафик в сети является самоподобным. Требования к производительности и объемам буферной памяти для этих моделей существенно разнятся.
Ключевые слова: сеть Ethernet, буферная память узла сети, параметр Херста, производительность сети Ethernet.
Введение
Бурный рост потребности пользователей в Internet-ресурсах значительно опережает развитие технологий передачи данных в локальных и глобальных компьютерных сетях. Вследствие этого требуются постоянная оптимизация и модернизация существующего оборудования с целью увеличения производительности, безопасности и надежности сетей.
