Научная школа «Инновационные технологии и передовые инженерные решения»

6–7 сентября 2012 года в Орехово-Зуевском филиале Российского нового университета (РосНОУ) прошла международная научная школа для молодежи «Инновационные технологии и передовые инженерные решения». Научную школу проводил Российский новый университет по поручению Министерства образования и науки РФ.

Пленарная часть конференции транслировалась на сайте РосНОУ. В ходе интернет-трансляции было зафиксировано более 100 подключений.

Работы научной школы началась с регистрации участников, которую проводили студенты филиала. Каждый участник получал программу научной школы, анкету участника и сборник докладов.

Первый день заседаний научной школы начался с минуты молчания, посвященной памяти Сергея Петровича Капицы, который был членом оргкомитета научной школы.

Заседание продолжилось обращением ректора РосНОУ Владимира Алексеевича Зернова к участникам научной школы, переданное по интернет-трансляции из Москвы. Ректор пожелал участникам научной школы плодотворной работы и сказал, что будет внимательно следить за работой школы.

Участников школы приветствовала директор Орехово-Зуевского филиала РосНОУ Евсюкова Юлия Алексеевна:

— Дорогие друзья! Проведение научной школы «Инновационные технологии и передовые инженерные решения» является большим событием для нашего филиала и приглашенных специалистов различных предприятий нашего города. Мы надеемся, что открытия и технологии, которые будут рассматриваться на этой школе, принесут новый потенциал обновления для предприятий нашего города.

С приветственным словом от лица администрации города Орехово-Зуево выступила заместитель мэра Ольга Альбертовна Подколзина:

— Очень приятно, что в нашем городе проводится конференция с участием ведущих специалистов России, посвященная инновационным технологиям. Наш город со времен Морозовых богат традициями производства высококачественной продукции с использованием самых современных технологий. Скоро в нашем городе будет отмечаться День города, и мы приглашаем всех участников конференции принять в нем участие.

В завершение открытия научной школы кандидат исторических наук, доцент МГОГИ Владимир Николаевич Алексеев прочитал интересный доклад об истории развития мануфактурного производства в городе Орехово-Зуево «Купцы Морозовы — Никольские фабриканты, путь к успеху».

В первый день научной школы прошли семь больших пленарных докладов, посвященных различным аспектам трибологии и ее применения в машиностроении.

Доктор технических наук, профессор, лауреат премии Президента РФ в области образования, лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники, председатель Консультационного совета при МГТУ имени Н.Э. Баумана по новым направлениям Дмитрий Николаевич Гаркунов выступил с докладом «Решение проблем трибологии на основе безызносного трения»:

— Трение сопровождает все процессы, происходящие в природе с момента возникновения относительного движения частиц в живой и неживой материи.

Люди начали изучать это явление с незапамятных времен. Систематизированное изучение трения, по-видимому, следует относить ко времени Леонардо да Винчи и оно продолжается по нарастающей степени интенсивности по настоящее время. И по настоящее время трение продолжает открываться исследователям с новых, иногда неожиданных сторон.

Объясняется это тем, что при трении одновременно протекают механические, электрофизические, магнитные, тепловые, химические и другие процессы, как в отдельности, так и в совокупности, оказывая влияние друг на друга.

Основной задачей ответвления общей трибологии — триботехники — является продление рабочего ресурса средств и объектов материального производства с сохранением заданных рабочих характеристик. Таким образом, продлив ресурс машин и механизмов, например, на 30%, мы снизим потребность в производстве этих средств на те же 30%.

Износ трущихся сопряжений при эксплуатации машин и механизмов приводит к увеличенному затрату мощностей, топлива, смазочных материалов и так далее. Всё это, в конечном счете, выливается на землю или испаряется в атмосфере. Утилизация машиностроительного оборудования по степени вредного влияния на среду обитания также может быть сопоставима с производством исходным материалов.

Учитывая эти обстоятельства, значимость последних достижений трибологов, позволяющих продлить рабочий ресурс машиностроительного оборудования в два, пять и более раз, приобретает глобальный характер. Достигнуть такого эффекта позволяют открытия безызносного трения и водородного изнашивания, разработка методов финишной антифрикционной безабразивной обработки, восстановление ресурса узлов машин без их разборки, а также разработанные применительно к ним на принципиально новой основе смазочные материалы.

Доктор технических наук, профессор кафедры МТ-13 «Технологии обработки материалов» МГТУ имени Н.Э. Баумана, заслуженный изобретатель РФ, академик Академии проблем качества Эдуард Леонидович Мельников прочитал доклад «Сравнительные исследования термостойкости и износостойкости некоторых отечественных и зарубежных моторных масел и противоизносных присадок к ним»:

— В настоящее время с трением связана одна из самых острых проблем современности — из­нос машин и механизмов. Расходы на восста­новление изношенных в результате трения де­талей машин и механизмов огромны, причем они ежегодно увеличиваются. Затраты на ре­монт и техническое обслуживание машин в не­сколько раз превышают их стоимость. Поте­ри от ремонта могут быть сокращены рацио­нальным применением способов, основанных на триботехнике и нанотриботехнихе.

В связи с ужесточением условий эксплуата­ции машин и механизмов, большими тепловыми и фрикционными нагрузками традиционно применяемые органические присадки не могут удовлетворить требованиям, предъявляемым к смазочным материалам, по причине их недолговечности. В решении этой проблемы по­лучает развитие принципиально новое направ­ление в создании смазочных материалов, основанное на научном открытии Д.Н. Гаркунова «эффекта безызносности», с использованием в узлах трения металлоплакирующих смазоч­ных материалов.

Эффект безызносности — но­вый вид трения, который обусловлен самопро­извольным образованием в зоне контакта тон­кой неокисляющейся металлической пленки с низким сопротивлением сдвигу, неспособ­ной накапливать при деформации дислокации. На пленке, образуя с ней химическую связь, может происходить образование координационных соединений из продуктов механичес­кой деструкции углеводородов смазки, созда­вая дополнительный антифрикционный слой, так называемую серфинг-пленку. Избиратель­ный перенос при трении (эффект безызноснос­ти) — явление, по своему характеру противопо­ложное изнашиванию: если при изнашивании во время трения все процессы в зоне контакта сводятся к разрушению поверхности, то про­цессы при избирательном переносе носят со­зидательный характер: они необратимы и отно­сятся к самоорганизующимся процессам нежи­вой природы.

Эдуард Леонидович Мельников также зачитал доклад профессора, президента Международного совета по трибологии (Великобритания) Питера Джоста «Развитие экотрибологии — зеленой трибологии»:

— Трибология как наука и технология взаимодействия поверхностей при их взаимном движении является «экологической» уже по своему определению, поскольку передача сил между взаимно движущимися поверхностями предполагает трение, а трение приводит к рассеянию энергии и износу, избежать или уменьшить которые и призвана трибология в целом и экотрибология, в частности. Несомненно, обе эти научные ветви очень важны в условиях современного состояния окружающей среды.

Трение является необходимым для всего нашего существования, но нужно уметь его контролировать и управлять им. Использование принципов трибологии позволяет контролировать трение и уменьшать износ, а, следовательно, потери энергии и загрязнение атмосферы.

Мы живем в реальном мире, в котором научные исследования требуют материальных вливаний. Поэтому представляется желательным, если не необходимым, показать, что достижение целей трибологии приводит к значительным экономическим преимуществам.

Это на самом деле так. В ряде стран проводились исследования по этой проблеме, в частности, последние два года они велись в Китайской Инженерной Академии (Chinese Academy of Engineering). Было обосновано, что общая экономия за счет использования принципов трибологии с учетом современного состояния знаний составит 41,48 миллиардов американских долларов, что эквивалентно 1,55 % ВВП.

Доктор технических наук, лауреат премии Президента РФ в области образования, лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники, академик Академии проблем качества МГТУ имени Н.Э. Баумана Валентина Григорьевна Бабель прочитала доклад «О влиянии металлсодержащих добавок на термоокислительную стабильность масел»:

— Торможение процесса окисления осуществляется введением в систему добавок- ингибиторов, взаимодействующих со свободными радикалами и обрывающих цепи окисления, а также ингибиторов, взаимодействующих с гидроперекисями, подавляя вырожденное разветвление цепи.

Эффективность ингибиторов характеризуется стехиометрическим коэффициентом ингибирования. Для большинства ингибиторов эта величина близка к двум, однако в некоторых системах она может возрасти до тысячи. Явление многократного обрыва цепи было обнаружено при окислении спиртов, а также амидов в присутствии солей и некоторых металлов, например меди.

Таким образом, на основании экспериментальных данных можно считать, что соединения переходных металлов в определенных условиях могут эффективно ингибировать процесс высокотемпературного окисления минеральных и синтетических масел.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ имени Н.Э. Баумана Дмитрий Олегович Онищенко прочитал доклад «Анализ результатов расчетно-экспериментальных исследований возможностей снижения тепловых нагрузок дизеля и улучшения его экономических показателей»:

— Требования, предъявляемые к современным ДВС со стороны потребителей, вынуждают конструкторов стремиться к постоянному увеличению удельной мощности, снижению расхода топлива и улучшению коэффициента приспособляемости двигателя. Очевидно, что изложенные выше мероприятия приводят к увеличению термических и механических нагрузок на основные детали, значительному повышению их температуры. В связи с этим становится актуальной задача защиты деталей от чрезмерного воздействия высоких термических нагрузок со стороны рабочего тела, или, другими словами, задача создания дизеля с уменьшенным отводом теплоты от рабочего тела.

Как известно, распределение теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в двигателе, на отдельные составляющие (полезно используемую теплоту и различные виды тепловых потерь), представляющее собой внешний тепловой баланс двигателя, определяется в основном экспериментально. Значение отдельных составляющих теплового баланса позволяет судить о совершенстве теплоиспользования, рассчитать систему охлаждения, выяснить возможность использования теплоты выпускных газов и наметить пути улучшения показателей работы двигателя.

В дизелях максимальная температура рабочего цикла высока и детали, образующие камеру сгорания (головка цилиндров, гильза и днище поршня) легко могут быть охлаждены маслом, водой или воздухом. Таким образом, значительная часть тепла, выделяемого при сгорании топлива, уносится охлаждающей средой и покидает двигатель при низкой температуре. Если камера сгорания была бы изолирована, то большая часть потерянного тепла оставалось бы связанной с рабочим телом и могла бы быть преобразована в дополнительную полезную работу поршня или использована для повышения температуры отработавших газов. Для получения дополнительной работы, в этом случае, может быть применена эффективная система рекуперации энергии отработавших газов. Применение теплоизоляции КС уменьшит потребности в охлаждении и соответственно снизит расход мощности на привод вентилятора системы охлаждения и водяного насоса, а также предоставит возможность создания двигателя, имеющего более упрощенный вид водяных или воздушных систем охлаждения по сравнению с традиционными системами.

Кандидат технических наук, начальник производства смазочных материалов ОАО «Электрогорский институт нефтепереработки» Александр Васильевич Нестеров представил доклад «Ассортимент смазочных материалов разработанных электрогорским институтом нефтепереработки»:

— ОАО «Электрогорский институт нефтепереработки», в прошлом Электрогорский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института по переработке нефти, был создан в 1969 году и определен как головное предприятие по проблеме применения радиоактивных изотопов и излучений в процессах переработки нефти и нефтехимии, а также как головная организация отрасли по разработке катализаторов и процессов гидроочистки и разработки приработочных масел и промывочных жидкостей.

На основании многолетнего использования выявлено, что смазки ОАО «ЭлИНП» по ассортименту и качеству не уступают лучшим зарубежным смазкам из США, Германии и Японии. Полимочевинные смазки относятся к наиболее перспективным современным смазкам, которые по времени работы в узлах трения превосходят мыльные смазки в 2–5 раз, их объем выпуска достаточно велик. Например, в США около 6% (15 тысяч тонн/год). По госконтракту с Минобрнауки РФ ОАО «ЭлИНП» планирует увеличить объем выпуска таких смазок до 500 тонн в год, что позволит России выйти на уровень производства таких смазок в странах ЕС (около 1,5% от объема всех выпускаемых смазок).

ОАО «ЭлИНП» разработал и освоил производство отечественных высокотемпературных паст, при этом ассортимент этих смазочных материалов более обширен, чем за рубежом за счет использования различных дисперсионных сред — минеральных, синтетических, бензостойких, химическистойких. В таблице 2 приведены основные марки выпускаемых ОАО «ЭлИНП» высокотемпературных паст и дан температурный интервал их использования.

Совместно с МГТУ имени Н.Э. Баумана институт расширяет исследования в этом направлении с перспективой использования наполненных смазок и паст в качестве технологических для штамповки, протяжки, дорнования и так далее.

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматизированные станочные системы и инструменты» МГТУ МАМИ Алексей Владиславович Щедрин представил доклад «Технологическая реализация научного открытия “эффект безызносности” в методах деформирующей, режущей и комбинированной обработки»:

— Как свидетельствует современная научная и промышленная статистика, актуальной традиционной проблемой существующих, а также инновационных методов механической обработки резанием, давлением, включая комбинированные методы, является проблема управления контактными процессами, важнейший из которых — трение.
С другой стороны, как показывает системный трибологический анализ технологических объектов, целенаправленный синтез перспективных направлений реорганизации (уменьшения), а по возможности и самоорганизации контактного трения, возможен только на основе новых физических принципов. Наиболее глобальными принципами такого уровня в настоящее время являются регуляризация микрогеометрии воздействующей поверхности обрабатывающих инструментов и применение металлоплакирующих технологических смазок (патент РФ №2277579), реализующих фундаментальное научное открытие «эффект безызносности при трении Гаркунова-Крагельского» (диплом № 41 Государственного реестра СССР).

Как показали многочисленные производственные испытания, даже обычная технологическая смазка, аккумулированная в канавках регулярного микрорельефа, существенно минимизирует износ, а также полностью нейтрализует негативные адгезионные явления со стороны обрабатываемого материала заготовки изделия. Дополнительное применение металлоплакирующих смазок позволяет на 25–30% в среднем и максимум на 59% снизить энергозатраты на трение и деформирование. При этом до двух раз повышается качество обработки, а при равном усилии деформирования может быть повышена до 60% производительность в виде соответствующего увеличения степени деформации заготовки. Это объясняется образованием сервовитной медной пленки, обладающей феноменальными физическими свойствами, в том числе способностью к интенсификации параллельного «эффекта Ребиндера», заключающегося в пластифицировании — уменьшении энергии поверхностного слоя при трении.

Таким образом, предложенный комплекс системных глобальных трибологических решений основных технологических противоречий позволяет кардинально (как минимум на порядок) увеличить стойкость режущих, деформирующих и комбинированных инструментов, а также инструментов, реализующих схему «ротационного резания».

Во второй день научной школы проходили секционные заседания:

- секция 1. Инновационные технологии в металлообработке;

- секция 2. Технологические смазки, способы их применения для обработки материалов резанием и холодным пластическим деформированием технологическим инструментом с микрорельефом и применением маталлоплакирущей композиции «Валена»;

- секция 3. Опыт преподавания триботехники в высших учебных заведениях России и за рубежом.

Доклады, представленные на секциях, вызвали большой интерес у слушателей.

После завершения работы секций был проведен круглый стол посвященный эксплуатационному и технологическому применению научного открытия «эффект безизносности»:

- металлоплакирующие присадки к моторным и трансмиссионным маслам;

- применение металлоплакирующих смазок в механообработке конструкционных и специальных материалов.

Во время работы научной школы действовала выставка современных смазочных материалов, представленных ОАО «Электрогорский институт нефтепереработки».

Также была развернута небольшая выставка справочно-учебной литературы, представленная сотрудниками кафедры МТ-13 «Технологии обработки материалов» МГТУ имени Н.Э. Баумана.

На закрытии научной школы представители МГТУ имени Н.Э. Баумана и МГТУ МАМИ Дмитрий Николаевич Гаркунов и Алексей Владиславович Щедрин выразили благодарность Орехово-Зуевскому филиалу РосНОУ за успешное проведение мероприятия и вручили почетный диплом и золотую медаль руководству филиала от Международного совета по эффекту безызностности и водородному изнашиванию металлов.

Сайт школы >>>


© 2006-2017 Российский новый университет

Распечатать