Исследование динамики ударного устройства с формирователем ударного импульса

Цель магистерской диссертации исследование ударного механизма с промежуточным упругим элементом (формирователем). В процессе которой, проводится аналитический обзор данных по ударным механизмам. Происходит моделирование принципиальной схемы ударного механизма с упругим промежуточным элементом. В результате чего, подбираются оптимальные параметры и рассчитывается математическая модель ударного механизма с упруги промежуточным элементом.
В результате рассчитываем и сравниваем полученные результаты, для выявления подходящего упругого элемента.

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 13
1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ УДАРНЫХ МЕХАНИЗМОВ ……………………………………………………………………………….. 15
1.1 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ИЗВЕСТНЫХ УДАРНЫХ МЕХАНИЗМОВ ……………………………………………………………………………….. 15
1.2 АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ ……………………………………………………………………………………………………… 20
1.2.1 Винтовые пружины …………………………………………………………………………………………………………………….. 20
1.2.2 Плоские пружины ……………………………………………………………………………………………………………………….. 21
1.2.3 Спиральные пружины………………………………………………………………………………………………………………….. 22
1.2.4 Тарельчатые пружины ……………………………………………………………………………………………………………….. 23
1.2.5 Жидкостная пружина …………………………………………………………………………………………………………………. 24
1.2.6. Газовая пружина ……………………………………………………………………………………………………………………….. 25
1.2.7 Эластомерные пружины …………………………………………………………………………………………………………….. 26
2. СХЕМА УДАРНОГО МЕХАНИЗМА С УПРУГИМ ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ ……………………………………… 29
2.1 СХЕМА ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКОГО УДАРНОГО МЕХАНИЗМА С УПРУГИМ ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ ………………………… 29
2.2. ПАРАМЕТРЫ ФОРМИРОВАТЕЛЯ УДАРНОГО ИМПУЛЬСА ………………………………………………………………………………………. 31
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ УДАРНОГО МЕХАНИЗМА С УПРУГИМ ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ ……………………. 33
3.1. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 33
3.2 РАСЧЕТ ПРУЖИН……………………………………………………………………………………………………………………………………… 39
3.2.1 Расчет Винтовой пружины. ……………………………………………………………………………………………………….. 39
3.2.2 Расчет тарельчатой пружины……………………………………………………………………………………………………. 40
3.2.4 Расчет в MatLab …………………………………………………………………………………………………………………………. 41
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ …………………………………………………………………………………… 43
4.1 РЕЗУЛЬТАТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ …………………………………………………………………………………………. 43
5. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ……………………………….. 44
5.1 ОЦЕНКА КОММЕРЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА И ПЕРСПЕКТИВНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ………………………….. 45
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………………………………………………………. 45
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений ………………………………………………………………………………… 46
5.1.3 SWOT – анализ…………………………………………………………………………………………………………………………….. 47
5.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации ……………………………………………………………………….. 49
5.2 ПЛАНИРОВАНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ ……………………………………………………………………………………… 52
5.2.1 Структура работ в рамках научного исследования ……………………………………………………………………… 52
5.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика проведения ………………………. 53
5.3 БЮДЖЕТ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ……………………………………………………………………………………………………………. 57
5.3.1 Расчет материальных затрат ……………………………………………………………………………………………………. 57
5.3.2 Расчет амортизации специального оборудования ………………………………………………………………………… 57
5.3.3 Расчет основной заработной платы……………………………………………………………………………………………. 59
5.3.4 Дополнительная заработная плата …………………………………………………………………………………………….. 60
5.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ………………………………………………….. 61
5.3.5 Накладные расходы …………………………………………………………………………………………………………………….. 61
5.3.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта ……………………………………….. 62
5.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСНОЙ (РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ), ФИНАНСОВОЙ, БЮДЖЕТНОЙ, СОЦИАЛЬНОЙ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ …………………………………………………………………………………………………………………….. 63

6. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ………………………………………………………………………………………………………. 65
6.1 ПРАВОВЫЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ …………………………………………………………….. 66
6.2 ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ……………………………………………………………………………………………………………. 68
6.3 АНАЛИЗ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ …………………………………………………………………………… 69
6.3.1 Микроклимат ……………………………………………………………………………………………………………………………… 69
6.3.2 Уровень вибрации на рабочем месте ……………………………………………………………………………………………. 71
6.3.4 Освещенность на рабочем месте ………………………………………………………………………………………………… 73
6.3.5 Электробезопасность …………………………………………………………………………………………………………………. 75
6.3.6 Психофизиологические производственные факторы ……………………………………………………………………. 77
6.3.7 Сжатый воздух ………………………………………………………………………………………………………………………….. 80
6.4. ТРЕБОВАНИЯ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ УДАРНОГО МЕХАНИЗМА …………………………………………………………………………………… 82
6.5. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ………………………………………………………………………………………………………………… 84
6.5.1 Утилизация люминесцентных ламп ……………………………………………………………………………………………… 84
6.5.2 Утилизация микросхем ……………………………………………………………………………………………………………….. 84
6.5.3 ТБО …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 85
6.6 БЕЗОПАСНОСТЬ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ ………………………………………………………………………………………………… 87
6.6.1 Анализ ЧС, которые может инициировать объект исследования ………………………………………………… 87
6.6.2 Анализ ЧС, которые могут произойти при проведении испытаний на ударном механизме. …………… 87
6.6.3 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка действия в случае
возникновения ЧС ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 87
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 89
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА ………………………………………………………………………………………………………….. 90
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………………………………………………………………………………….. 91
ПРИЛОЖЕНИЯ ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 96
1.2.3 СOIL SPRINGS …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 111

В результате выполненной работы на основе доступных литературных ис-
точников был произведен анализ существующих конструкций, ударных меха-
низмов с использованием упгугого промежуточого механизма. Так же, был про-
веден анализрынка, который показал, в каких сферах происходит использование
ударных механизмови на сколько сильно развито их производство в России и
Зарубежных странах. По поставленным задачам, разработана математическая
модель ударного механизма с упругим промежуточным элементом, которая реа-
лизована в программном продукте MatLAB. Для составленной математической
модели был произведен расчёт диапазона значений параметров системы. В ре-
зультате теоретических исследований влияния различных параметров на иссле-
дуемую ударную систему, были найдены параметры, при которых ударная си-
стема работает, и с необходимым условиями.
В дальнейшем, планируется создание экспериментального макеты, кото-
рый позволит провести необходимые исследования в реальной условиях эксплу-
атации данной ударной системы.
В разделе «Социальная ответственность» были рассмотрены опасные и
вредные факторы, влияющие на здоровье, самочувствие работающего и безопас-
ность труда, а также разработаны мероприятия по их устранению. Большинство
опасных и вредных факторов удалось устранить и значительно снизить их нега-
тивное влияние. В целом можно отметить, что условия труда на рассматривае-
мом участке являются достаточно комфортными и безопасными, что способ-
ствует снижению показателей травматизма, а также благоприятно влияет на по-
вышение производительности труда.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсо-
сбережение» определен коммерческий потенциал и перспективность проведения
данного научного исследования с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбе-
режения, произведен расчет бюджета НИ, определена экономическая эффектив-
ность исследования.
Список публикаций студента
1. Замыслов Ю.А. Моделирование ударного механизма с упругим промежу-
точным элементом/ Ю.А. Замыслов; науч. рук. В.Н. Дерюшева // Современные
проблемы машиностроения: сборник научных трудов XII Международной
научно-технической конференции, г. Томск, 28 октября – 1 ноября 2019 г. —
Томск: Изд-во ТПУ, 2019.
2. Замыслов Ю.А. Ударный механизм с упругим промежуточным элемен-
том/ Ю.А. Замыслов; науч. рук. В.Н. Дерюшева // VIII Международная научно-
техническая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Высокие
технологии в современной науке и технике», г. Томск, 2019 г. — Томск: Изд-во
ТПУ, 2019.