автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Управление плазменным технологическим комплексом для термообработки деталей с заданными прочностными характеристиками

На правах рукописи

ИСРАФИЛОВ ДАНИС ИРЕКОВИЧ

УПРАВЛЕНИЕ ПЛАЗМЕННЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ КОМПЛЕКСОМ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ С ЗАДАННЫМИ ПРОЧНОСТНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Специальности '

05 13 06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (машиностроение) 05 13 05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ на соискание ученой степени кандидата технических наук

□03161Э42

Набережные Челны - 2007

003161942

Работа выполнена на кафедре "Высокоэнергетическая и пищевая инженерия" Камской государственной инженерно — экономической академии

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Звездин Валерий Васильевич

Научный консультант

доктор технических наук, профессор Песошин Валерий Андреевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Дмитриев Сергей Васильевич

доктор технических наук, профессор Ильин Герман Иванович

Ведущая организация

Федеральное государственное унитарное предприятие «СКТБ «Мединструмент»

Защита состоится «/2» ноября 2007г в 16— на заседании диссертационного совета Д 212 309 01 при Камской государственной инженерно-экономической академии по адресу 423810, г. Набережные Челны, пр Мира, 68/19, тел (8552) 39-41-40

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Камской государственной инженерно - экономической академии

Автореферат разослан <А> октября 2007г

Ученый секретарь

Диссертационного совета / '

доктор технических наук, ' ✓ / ^

профессор

Симонова Л А

Актуальность работы Автоматизация процесса термообработки деталей в машиностроении связана с расчетом жизненного цикла изделий и агрегатов, потребностью их производства с требуемыми прочностными характеристиками. Такой подход позволяет рассчитать долговечность детали и совместить ее физический износ и всего агрегата в целом Для получения требуемых механических характеристик поверхностей металлических изделий применяют современные технологии упрочнения с использованием высококонцентрированных истечников энергии, таких как плазмотроны, лазеры, электронно-лучевые установки и др

В настоящее время недостаточно полно обоснована взаимосвязь между показателями качества технологического процесса обработки и параметрами технологических комплексов Это связано со сложностью протекающих физических процессов при взаимодействии концентрированных источников энергии с поверхностью металлов и отсутствием информативных параметров из зоны взаимодействия, измеряемых в реальном времени

Анализ исследований по термообработке гильзы блока цилиндров двигателя автомобилей КамАЗ с применением высококонцентрированных источников энергии показал, что технологическую операцию по закалке рабочей поверхности с высокой эффективностью производит плазменный технологический комплекс на базе кольцевого плазмотрона

Исходя из этого одним из перспективных направлений совершенствования плазменного технологического комплекса для термообработки гильзы блока цилиндров является разработка кольцевого плазмотрона и достижение его оптимальных параметров Повысить эффективность такого комплекса позволит решение задачи анализа и синтеза его системы управления с обратными связями по информативным параметрам процессов взаимодействия плазмы с металлом, измеряемых в реальном времени, и применения новых методов обработки этих параметров

Исследование физических процессов взаимодействия плазмы с металлами позволит решить задачи моделирования процессов обработки и управления параметрами кольцевого плазмотрона для достижения заданных показателей качества технологического процесса

В связи с этим исследование физических закономерностей взаимодействия плазмы с металлом, различных методов обработки информативных параметров из зоны взаимодействия и способов расчета оптимальных характеристик системы управления с целью создания поверхностей деталей с требуемыми прочностными характеристиками является актуальной задачей.

Целью работы является повышение эффективности процесса плазменной термообработки деталей за счет автоматизации плазменного технологического

комплекса с оптимизацией его параметров для достижения заданных показателей качества деталей.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: I. Исследование тепловых процессов, происходящих в зоне взаимодействия плазмы с металлом, и определение влияния их параметров на показатели качества термообработки.

2 Разработка математической модели плазменного технологического комплекса на базе кольцевого плазмотрона с регулируемыми выходными параметрами для термообработки деталей цилиндрической формы. 3. Разработка алгоритмов управления взаимодействием функциональных блоков плазменного технологического комплекса для повышения эффективности термообработки деталей.

4 Разработка системы управления плазменным технологическим комплексом на основе расчета требуемых параметров технологического процесса для получения заданных показателей качества.

5. Проведение численных исследований для определения параметров кольцевого плазмотрона при обработке деталей цилиндрической формы, при которых возможно достижение заданных показателей качества технологического процесса в автоматическом режиме, обеспечивающих существенное повышение эффективности процесса плазменной термообработки

Методы исследований.

В работе для решения поставленных задач использовались современные и стандартные методики

В качестве объектов исследования выбрана гильза блока цилиндров двигателя КамАЗ, которая подвергалась термообработке

Для оценки результата термообработки была проведена серия экспериментальных исследований на образцах серого модифицированного чугуна, используемые при изготовлении гильзы блока цилиндров двигателя КамАЗ

Для исследования микротвердости и микроструктуры упрочненного слоя применялись поперечные шлифы Для выявления микроструктуры поверхностного слоя в чугунах применяли стандартные методы изготовления шлифов

Металлографический анализ структуры упрочненного слоя проводили с помощью микроскопа "ММР-4" Съемку микроструктуры проводили цифровым фотоаппаратом.

Измерение микротвердости осуществляли с помощью микротвердомера "Дюримет" при нагрузках 50гр и ЮОгр

Результаты исследований и измерений обрабатывались с применением

математической статистики с доверительной вероятностью 0,95 и пакетов прикладных программ MathCAD и Excel. Научная новизна:

1 Установлены зависимости среднемассовой температуры плазменного потока, определяющие показатели качества обрабатываемых деталей.

2 Разработана математическая модель плазменного технологического комплекса на базе кольцевого плазмотрона с регулируемыми выходными параметрами для термообработки деталей цилиндрической формы

3 Разработана система автоматического управления плазменным технологическим комплексом, обеспечивающая оптимизацию и стабилизацию его параметров для получения деталей при термообработке с заданными прочностными характеристиками

4 Разработана методика построения системы автоматического управления плазменным технологическим комплексом для достижения заданных показателей качества

5. Выделены режимы термообработки плазменным технологическим комплексом деталей цилиндрической формы, при реализации которых возможно достижение требуемых показателей качества технологического процесса. Практическая значимость работы

Внесен вклад в развитие плазменных технологических комплексов на базе кольцевого плазмотрона с регулируемыми выходными параметрами с расчетом показателей качества термообработки гильзы блока цилиндров двигателя Результаты диссертационной работы являются теоретической основой для определения технологических параметров плазменного упрочнения деталей и позволяют сформулировать рекомендации по граничным значениям показателей качества с целью повышения эффективности термообработки Разработан кольцевой плазмотрон (патент №2006123791)

Результаты диссертационной работы внедрены и использованы на практике в «Департаменте развития и внедрения новых разработок» ОАО «КАМАЗ», ЗАО НПО «Оптоойл» и учебном процессе ИНЭКА

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением аттестованных измерительных средств и подтверждается совпадением результатов моделирования и экспериментальных металлографических исследований образцов деталей, обработанных с использованием кольцевого плазмотрона в пределах допустимых погрешностей. Автор защищает:

1 Зависимости среднемассовой температуры плазменного потока, определяющие показатели качества обрабатываемых деталей

2 Математическую модель плазменного технологического комплекса на базе

кольцевого плазмотрона с регулируемыми выходными параметрами для термообработки деталей цилиндрической формы

3. Систему автоматического управления плазменным технологическим комплексом, обеспечивающую оптимизацию и стабилизацию его параметров для получения деталей при термообработке с заданными прочностными характеристиками.

4. Методику построения системы автоматического управления плазменным технологическим комплексом для достижения заданных показателей качества.

5. Режимы термообработки плазменным технологическим комплексом деталей цилиндрической формы, при реализации которых возможно достижение требуемых показателей качества технологического процесса

Апробация работы:

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Наука и практика. Диалоги нового века» (г. Набережные Челны 2003г), Межвузовской научно-практической конференции (г. Набережные Челны 2005г.); VI Международном симпозиуме «Ресурсоэффективность и энергосбережение» (г Казань 2007 г.), Третьей Российской студенческой научно-технической конференции "Вакуумная техника и технология" (г Казань 2007г.); научных семинарах кафедр «Компьютерных систем» Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева и «Высокоэнергетическая и пищевая инженерия» Камской государственной инженерно-экономической академии 2003-2007г.

Публикации.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 12 работах, в том числе 2 работы в журналах, рекомендованных ВАК. Получен патент на полезную модель кольцевого плазмотрона

Личный вклад автора в диссертационную работу состоит в выборе и обосновании методик разработки системы автоматического управления и проведения экспериментальных исследований, анализе, синтезе, расчете параметров и обобщении полученных данных

Структура и объём диссертации. Диссертация содержит 131 страницу машинописного текста, 64 рисунка и 3 таблицы и состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 99 наименований и приложения на 10 листах

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованна актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель работы и защищаемые положения, показана научная новизна, практическая ценность полученных результатов, представлены

положения, выносимые на защиту

В первой главе приведены методы термообработки гильзы блока цилиндров двигателя, анализ показателей качества, их сравнительная оценка, патентно-информационный обзор по системам управления и конструкциям плазмотронов.

Для многих деталей приборов и механизмов типичным является трение скольжения при коррозионно-механическом изнашивании с преобладающим влиянием процессов окисления и механического упруго-пластического взаимодействия поверхностей. Для повышения износостойкости деталей применяют методы повышения твердости их материалов либо поверхностных слоев

При термообработке токами высокой частоты (ТВЧ) гильза нагревается до температуры 850+10 °С, где выдерживается в течение 20 минут для полного растворения углерода в структуре железа Далее проводится ее охлаждение в закалочной среде при температуре 170±10 °С в течение 1-2 минут После чего производится отпуск гильзы с последующим отжигом.

Анализ выявленных видов брака по ТВЧ-термообработке гильзы на серийном производстве позволил сделать вывод, что в сечениях деталей, подвергнутых объемному упрочнению, образуется неравномерное поле внутренних напряжений Это приводит к значительному короблению детали Для исключения данного эффекта необходимо строго выдерживать температурные режимы без нарушения структурных изменений в поверхностных слоях. Данный метод технологического процесса носит длительный характер и требует использования закалочных масел

Лазерная термообработка проводится без оплавления поверхностного слоя гильзы При увеличении шероховатости поверхности для доводки требуется высокопрочный инструмент и при этом уменьшается толщина закаленного слоя Это объясняется высокой микротвердостью и малой глубиной зоны термообработки, что

Лазерная термообработка из-за высокой скорости нагрева зоны взаимодействия излучения с металлом для завершения фазовых превращений в микроструктуре чугуна требует повышения температуры металла до температуры плавления, что ведет к повышению дефектности структуры поверхностного слоя и измельчению зерна

Для оценки результата плазменной термообработки гильзы блока цилиндров была проведена серия экспериментальных исследований на образцах чугуна с помощью дуговой плазменной установки ВДУ 504-1 УЗ Плазменная термообработка проводилась линейным плазмотроном с дугой постоянного тока Рабочим газом являлся аргон, скорость обработки составляла до 100 мм/с при

7

мощности плазмотрона б кВт. Под действием потока плазмы существенно изменяются структура и свойства поверхностного слоя образцов. На поверхности образуется закаленный слой со структурой мартенсита различной дисперсности в зависимости от режима обработки.

Основным преимуществом плазменной термообработки являются минимальные деформации гильзы при достаточно большой площади и глубине зоны термического воздействия.

Экспериментальные исследования показали, что качество обработки и ее стабильность зависят от параметров режима обработки, характеристик плазмотрона и типа обрабатываемого металла. В связи с этим необходимо исследование физических закономерностей взаимодействия плазмы с металлом, различных методов анализа информативных параметров зоны взаимодействия, способов расчета оптимальных характеристик системы автоматического управления (САУ).

Во второй главе приведены результаты металлографических исследований образцов гильзы после плазменной термообработки и исследований тепловых процессов, происходящих в зоне взаимодействия плазмы с металлом. На основе анализа микроструктурных исследований определили зависимость показателей качества технологического процесса (ТП) от среднемассовой температуры плазмы Разработана модель плазменного технологического комплекса (ПТК)

Для анализа зон термического влияния плазмы на чугун за основу была принята математическая модель, описывающая теплофизические процессы, происходящие в зоне взаимодействия плазмы с металлом, представленная в виде нелинейного дифференциального уравнения.

р с |—+ т §гас1т\-(1п(А &ас1Т) = ч(г,1)

^9' > , (1)

где р - плотность, с - коэффициент теплоемкости, X - коэффициент теплопроводности, Т - температура, V - скорость перемещения источника КПЭ.

Решение этого уравнения аналитически возможно при рассмотрении воздействия точечного теплового источника с неограниченной мощностью и скоростью перемещения по поверхности полубесконечной поглощающей среды

Г(уо>2О>0=~-Ч---

2-я Л V I 5 (2)

где _ коэффициент температуропроводности; у0, г^ -координаты

с-р

точки материала

Описание теплового поля без учета нелинейного характера распределения значений теплофизических параметров материала по всему объему представляет

собой плавную функцию (рис, 1).

14?<)|------

Рис.1. Распределение температуры в металле в соответствии с формулой (2) в момент времени 1=0.1 с при у= 1,6 см/с, г — глубина (в мм)

Упрочненная зона представляет собой отбеленный чугун с ледебуритной структурой (рис,2).

Рис.2. Микроструктура серого чугуна. Ширина зоны теплового воздействия -' ЗОООмюи, глубина - 2000»^«, микротвсрдость слоя - 835И\го1^ основы - 266П\<,0|

Основой чугуна является пластинчатый перлит, сорбитообразный, в переходной зоне преобладает мартенсит.

На рисунках 3 я 4 видны две ярко выраженных зоны термического влияния при определенной плотности энергии плазмы, что говорит о скачкообразном изменении условий формирования микроструктуры, т.е. по всему объему зон происходят микроструктурные изменения. Зоны разделены границей, где микроструктура включает признаки обеих сторон.

Рис.3. Микроструктура зоны термического влияния чугуна (х20)

Зои-1-1---1-

0 05 I 1.5 г

Рис.4, А- зависимость микротвердости по глубине упрочненной зоны, НУ0Ь II -глубина, мм\ В - аппроксимирующая функция экспериментальных значений

Основными регулируемыми параметрами ПТК, влияющими на показатели качества ТП, являются подводимая электрическая мощность, межэлектропньш зазор, скорость потока плазмообразующего газа и скорость перемещения зоны взаимодействия плазмы с металлом относительно поверхности гильзы и геометрические размеры электродов

Анализ взаимосвязи параметров ПТК, параметров ТП термообработки и показателей качества гильзы выявил, что наибольшее влияние на них оказывает температура

Разработанная модель формирования микроструктур зон термического воздействия для различных металлов позволяет с требуемой точностью заменять экспериментальные исследования микроструктуры образцов результатами численного моделирования, что резко сокращает материальные и временные затраты на научно-исследовательские работы

На основе полученных результатов исследований и их аппроксимации предложена математическая модель зависимостей характеристик ТП от параметров ПТК

Т(Р,Ь) = К10Ш Рг + К\Щ Р + К12(Ь), (3)

где Р-мощность, подаваемая на дугу, Ь - межэлектродный зазор, Т -среднемассовая температура плазмы, °С

К\йЩ=2,2АП Ю-5 1? -1,989 1(Г4 ¿ + 5,222 ЮЛ (4)

К1Х(Ь) = 0,237 I}-2,11 ¿ + 4,914, (5)

К\гЩ = 655,6 Ьг -580,4 ¿ + 1264 (6)

При анализе результатов исследований была предложена математическая модель зависимости показателей качества термообработки от параметров ТП ЩГ) = К20{У) Т2 + К2,(У) Т + К22(У) , (7)

где Н - глубина термообработки, мм, V - скорость перемещения плазмотрона относительно детали, см/с

К20(У) = -1,34 У+ 1258,3, (8)

К21 (V) = 0,0773 V -74,16, (9)

К22(У)=5,82 V —5358 (10)

На основе этой модели определяем требуемую скорость термообработки с заданной температурой, с учетом нормального закона распределения плотности тепловыделения в зоне взаимодействия быстродвюкущегося источника энергии, с длительным временем функционирования

Математическая модель (7) зависимости глубины термообработки от температуры плазмы и скорости перемещения плазмотрона относительно детали показана на рисунке 5

Рис.5. Зависимоот ь глубины

термообработки Н мкм от скорости перемещения плазмотрона относительно детали V мм/с и среднемассовой температуры Т °С плазмы

Исследования, проведенные, но плазменной герм о обработке конструкционных материалов, показывают нестабильность показателей качества технологического процесса.

В результате проведенных исследований разработана методика моделирования процесса выбора параметров ПТК в зависимости от требуемой глубины упрочненной зоны и значений микротвердости.

В третьей главе рассматривается анализ и синтез системы автоматического управления (САУ), а также методика ее построения.

Показатели качества ТП плазменной термообработки гильзы зависят от стабильности заданных параметров ПТК. Воспроизводимость их значений п ходе ТП в основном зависит от стабильности температуры в зоне воздействия плазмы на металл и, как показывают экспериментальные исследования, от среднемассовой температуры плазмы. Поэтому, на основе значения данного информативного параметра, разработана структурная схема ПТК*

Информационный анализ по номенклатуре реализуемых предприятиями-производителями ПТК показал, что САУ построены по разомкнутому принципу па основе программного управления по заданным параметрам. В этом случае стабилизируются основные параметры ПТК: напряжение и ток источника питания, скорость перемещения детали относительно плазмотрона, расход плазмообразующего газа, т.е. без компенсации возмущающих воздействий на другие звенья комплекса. Одним из путей решения данной задачи является введение обратных связей по среднемассовой температуре плазменного потока, электрической мощности, скорости перемещения плазмотрона и межэлектродному зазору.

температуру плазмы, что обеспечивает заданную температуру взаимодействия и, соответственно, показатели качества И1.

зоны

плазма

Рис.11. Конструкция кольцевого плазмотрона- 1 -электроды; 2 - верхний корпус; 3 - нижний корпус; 4ь42,5ь52 -части плазмотрона дня подачи воды и электрические контакты; 6 - межэлектродный зазор; 7 -привод; 8 - механизм перемещения; 9 - гильза

Анализ характеристик показывает, что оптимальными значениями пределов регулирования электрических параметров для обеспечения эффективности ПТК являются* сила тока 100 . 120 А, напряжение 80...100 В, суммарный расход плазмообразующего газа 1 .1,5 г/с, межэлектродный зазор 3 5 мм

Для проведения экспериментальных исследований с целью оценки параметров ТП предложен способ измерения среднемассовой температуры плазмы, структурная схема которого приведена на рисунке 12

Рис 12 Структурная схема измерения среднемассовой температуры плазмы

Схема реализации способа содержит концентрированный поток энергии 1, плазменный факел 2, обрабатываемый металл 3, оптическую систему 4, поляризационный фильтр 5, спектрофотометр 6, устройство обработки информации 7 и регистрирующее устройство 8.

Поляризационный фильтр излучения выделяет три потока, один из которых поляризован параллельно плоскости визирования, другой перпендикулярен ей, а третий поток проходит через два неподвижных поляризатора, оси поляризации

Необходимо рассматривать ПТК как совокупность взаимодействующих между собой звеньев сложной системы Это электроды плазмотрона, плазменная дуга, среда пропускания плазмы, обрабатываемая деталь и механизм ее перемещения

Оптимальным путем построения ПТК, приводящим к стабилизации показателей качества ТП, является управление температурой в зоне взаимодействия плазмы с чугуном, энергетическими параметрами, скоростью перемещения и межэлектродным зазором

САУ условно можно разделить на три независимые подсистемы В первой применяется регулирование температуры чугуна за счет изменения МЭЗ, во второй - за счет регулирования скорости перемещения плазмотрона и в третьей -за счет изменения параметров питающего напряжения

Для обеспечения термообработки деталей цилиндрической формы предложена блок-схема ПТК на базе кольцевого плазмотрона (рис 6)

/ 2 / /1

Деталь 5 Датчик

кг -✓ Т»С р

У

/ ....... /

Привод X !рЬ, ДатчикУ

Усилитель

7

Фазовый регулятор 1р

Я

АЦП г

ЧПУ

Счетчик

1г

-71

АЦП

Икгерфейс

V

та Дисплей

р' "

4

Рис 6 Блок-схема ПТК на базе кольцевого плазмотрона

Синтезированная в соответствии с математической моделью структурная схема САУ имеет вид, показанный на рисунке 7

Х1

У2

ЖР)и

ШрЬч

xi

Х7

ШР)да.р

Х9

х13

Щр)п

Х4

Х5

Х8

Шр)иэз.ч

ШРЫ

хю

Шуи

Мр)мт.

Х11

Щр)мупьт,инт МПС,ИНТ ЦЧ1ДК

Х12

Рис.7 Структурная схема САУ

Максимально допустимое значение времени переходного процесса САУ определяется физическими процессами, происходящими в зоне взаимодействия плазмы с чугуном, и оно не превышает 400 мс.

Расчет переходных характеристик САУ по заданным передаточным функциям звеньев производился с помощью пакета прикладных программ МаШСАБ Результаты расчетов показаны на рисунках 8 и 9. Время переходных процессов, происходящих в контурах управления энергетическими и скоростными характеристиками плазмотрона, удовлетворяет необходимым требованиям, предъявляемым к ТП.

время (сек)

■ - г ■, - - -

и ; ^ □

Рис.9. Графики переходных

процессов контура управления МЭЗ и

скорости перемещения

о <Ш 0.5 0.75 1 1,25 15

Рис 8. Графики переходных

процессов контура управления мощностью плазмы при различных параметрах звеньев

По разработанным алгоритмам (рис 10) производился расчет управляющих воздействий на САУ для последующего их преобразования и выдачи сигналов на исполнительные механизмы

Рис 10 Алгоритм расчет управляющих воздействий на САУ

Комплексный подход к вопросу синтеза САУ позволяет минимизировать временные затраты ТП по закалке гильзы блока цилиндров с получением заданных показателей качества

САУ включает совокупность звеньев системы, содержащую как источник энергии плазмы, деталь и т д, так и МПС с регуляторами выходных параметров ТП Выбор и расчет режимов термообработки детали является составной частью задачи оптимизации системы управления ПТК

Анализ переходных процессов в контурах САУ показывает, что показатели качества управления удовлетворяют требованиям, предъявляемым к системе, позволяющей обеспечить заданные показатели качества ТП с погрешностью не более 5%

В четвертой главе решается задача по разработке кольцевого плазмотрона, представлен метод измерения температуры плазмы и приводятся результаты металлографических исследований по обработке гильзы блока цилиндров

Высокая эффективность термообработки гильзы блока цилиндров кольцевым плазмотроном обеспечивается конструктивной особенностью электродов (рис 11) Между электродами возникает плазма, разряд в которой движется по контуру электродов под действием электромагнитных сил Регулируя электрические параметры разряда, скорости перемещения плазмотрона и межэлектродный зазор, стабилизируем требуемую яркостную

которых ориентированы на 45 градусов относительно друг друга.

С помощью первых двух потоков измеряют мощности потоков, параллельных ^ и перпендикулярных р ^ плоскости визирования

соответственно Два пучка третьего потока поляризованного излучения попадают на двухплощадочный фотоприемник, на котором интенсивности излучения преобразуются в электрические сигналы, усиливаются и запоминаются в схемах выборки и хранения. Посредством аналогового коммутатора данные сигналы последовательно подаются на аналогово-цифровой преобразователь Сигналы в цифровом двоичном коде поступают на устройство обработки информации, где степень поляризации определяется по формуле.

р = °г-ъ1 = + дг +с2 ~2 а с, (11)

x аг+ь2 а+с

где а и Ь - полуоси поляризационного эллипса, А, В, С - параметры

поляризационного эллипса, зависящие от полуосей а и Ь и угла поворота эллипса

а относительно оси ОХ,

2 1 , f 1 1 , ГГ 2 2 г~, (12)

я у\ V- у\) V1 у} у\ /2 Л /2 л2

^У2 &

ß = 2 1 —___— Ij-o I—J-_-___=___=_' r = j-'

rf у1 12 У1 1г rf У?

где I - общая интенсивность излучения; уь у2 — интенсивности излучения, прошедшие через поляризаторы.

Из известных показателей преломления и поглощения обрабатываемого металла определяется степень Рм поляризации собственного излучения металла в рабочем диапазоне температур Далее находим суммарную мощность f + fu,

и путем сравнения с заложенной в памяти микропроцессорной системы (МПС) градировочной кривой для данного металла определяем искомую температуру Тр металла, значение которой выводится на регистрирующее устройство.

Второй поток излучения попадает в оптическую систему спектрофотометра Температура зоны взаимодействия концентрированного потока энергии и металла измеряется по отношению абсолютных интенсивностей линий металла (например, железа Fei 390,65 им и Fe2 390,39 им) в МПС по формуле

r.iüÄ^.|)> С")

4зг г

где V - частота; Е — энергия возбуждения, g - статистический вес уровня, А -вероятность перехода; А — постоянная Планка, к — постоянная Больцмана, 2 -статистическая сумма, Ы, — концентрация ионов

Далее оценивается температура исследуемой зоны взаимодействия концентрированного потока энергии с металлом, обусловившая определенное

значение отношения интенсивностей линий 1\!1г-, в соответствии с которым она вычисляется по следующему соотношению:

I ¡2 Л&А2/

где Е}, Е2- энергии возбуждения атомов металла, необходимые для испускания первой и второй линии интенсивности металла соответственно, /ь /2 -интенсивности линий металла; Яь Л2 - длины волн первой и второй линий интенсивности металла соответственно, g¡, g2 - статистический вес уровня первой и второй линий интенсивности металла соответственно; А,, А2 — вероятность перехода атомов для первой и второй линий интенсивности металла соответственно

На разработанном ПТК были проведены экспериментальные исследования по упрочнению гильзы блока цилиндров Полученные результаты исследований показывают достижение значений требуемых показателей качества ТП (рис 13)

"г " ' Л

>1

Рис 13 Микроструктура чугуна, обработанного на ПТК с интервалом 10см. Режим термообработки: и=85В, 1=70А, \=5см/с МЭЗ=6лш Т=1500±75°С, время - 125с, глубина - 875лгкл* Микротвердость упрочненный слой — 824НУ0д, основа -366НУ0,, (х 50)

На основе полученных результатов исследований и их аппроксимации предложена математическая модель зависимостей характеристик ТП от параметров ПТК

т(р,1) = к10(1) р2+к},(1) р+к12щ, (16)

где Р-мощность, подаваемая на дугу, Ь - межэлектродный зазор, Т -среднемассовая температура плазмы, °С

К10(Ь) = 1,922 10'5 I2 +1,795-10"4 ¿-3,83 10^; (17)

£1,(1) = 0,19 1} -1,967 1 + 5,125; (18)

К\гЩ = -299,72 1} + 2892 ¿-6462- (19)

Зависимости показателей качества термообработки от параметров ТП.

Н(Т) = К2„(У) Т2 + £2,(К) Т + К2г(У)> (20)

где Н - глубина термообработки, мм; V - скорость перемещения плазмотрона относительно детали, см/с

Разработанный ПТК на базе кольцевого плазмотрона позволяет стабилизировать требуемые показатели качества чугуна при обработке внутренних цилиндрических поверхностей

Система управления и методика построения может быть использована при разработке технологических комплексов на базе других плазмотронов

1. Установлены зависимости среднемассовой температуры плазменного потока, определяющие показатели качества обрабатываемых деталей

2. Разработана математическая модель плазменного технологического комплекса на базе кольцевого плазмотрона с регулируемыми выходными параметрами для термообработки деталей цилиндрической формы

3 Разработана система автоматического управления плазменным технологическим комплексом, обеспечивающая оптимизацию и стабилизацию его параметров для получения деталей при термообработке с заданными прочностными характеристиками

4 Разработана методика построения системы автоматического управления плазменным технологическим комплексом для достижения заданных показателей качества

5. Выделены режимы термообработки плазменным технологическим комплексом деталей цилиндрической формы, при реализации которых возможно достижение требуемых показателей качества технологического процесса Это существенно повышает эффективность процесса плазменной термообработки за счет сокращения времени технологического процесса в среднем до 2 минут и снижения брака

6. Результаты проведенных исследований создают предпосылки для их использования при плазменной термообработке гильзы блока цилиндров двигателя КамАЗ, что позволит повысить эффективность производства за счет сокращения времени цикла технологического процесса на 1 минуту

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

Научные статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК 1 Исрафилов, Д И Моделирование процесса обработки плазменным технологическим комплексом для достижения заданных показателей качества /

К20(У) = -6,609 1СГ6 V2 - 2,238 1(Г4 К-1,581 10' £2,(К) = -0,091 V2 +0,817 V-1,643, К22(К) = 69,289 V2 — 475,615 V + 359,301

1-3

(21) (22) (23)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ:

И.Х. Исрафилов, B.B Звездин, Д И Исрафилов, А И Нугуманова, Р.С.Файрузов //Вестник КГТУ им Туполева. - 2007 -№2 - С 86-88

2. Исрафилов Д.И Влияние модового состава лазерного излучения на зону термического воздействия в металлах/ В. В. Звездин, к т н, Р.К Фардиев, А. В. Хамадеев, Д И Исрафшгов, Д А Башмаков // Вестник КГТУ им. Туполева -2007. -№2 -С 84-85

Научные статьи и тезисы докладов

3. Исрафилов, Д.И. Исследование плазменного устройства с движущимся разрядом/ AT Галиакбаров, ИХ Исрафилов, Д.И Исрафилов// Наука и практика Диалоги нового века- Материалы конференции Часть II - Наб Челны. КамПИ, 2003 -С 52-54.

4 Исрафилов, ДИ Исследование движущейся электрической дуги/ AT Галиакбаров, И X Исрафилов, Д И Исрафилов// Межвузовский научный сборник Проектирование и исследование технических систем Межвузнаучхборник-Наб. Челны КамПИ -2004 -№5-С 104-109 5. Исрафилов, Д И Исследование эрозии электродов коаксиальных плазматронов/ А.Т Галиакбаров, РР Зиганшин, Д.И Исрафилов// Сборник материалов Межвуз. науч-прак.конф Часть 1 - Наб Челны Изд-во КамПИ 2005, - С 252-254

6 Исрафилов, ДИ Синтез и анализ системы автоматического управления плазменным технологическим комплексом [Электронный ресурс]/ А.Т. Галиакбаров, В В. Звездин, И X Исрафилов, Д И. Исрафилов// Онлайновый электронный научно-технический журнал «Социально-экономические и технические системы» - Наб.Челны ИНЭКА, 2005 - 22 октября - Режим доступа к журн http //www kampi.ru/sets/. свободный

7. Исрафилов, ДИ Разработка кольцевого плазмотрона с регулируемыми выходными параметрами для автоматизированной обработки деталей цилиндрической формы и исследование его характеристик [Электронный ресурс]/ А Т Галиакбаров, В В Звездин, И X Исрафилов, Д И Исрафилов// Онлайновый электронный научно-технический журнал «Социально-экономические и технические системы» - Наб Челньг ИНЭКА, 2005 - 22 декабря - Режим доступа к журн.. http //www kampi.ru/sets/. свободный

8. Исрафилов, Д И Металлографические исследования образцов, обработанных на автоматизированном плазменном технологическом комплексе со стабилизацией температуры [Электронный ресурс]/ А Т Галиакбаров, В.В Звездин, И X Исрафилов, Д.И Исрафилов // Онлайновый электронный научно-технический журнал «Социально-экономические и технические системы». -Наб.Челны ИНЭКА, 2005. - 22 декабря. - Режим доступа к журн http //www kampi ru/sets/, свободный.

9. Исрафилов, ДИ. Стабилизация показателей качества плазменной закалки металлов [Электронный ресурс]/ AT Галиакбаров, В В Звездин, ДИ Исрафилов// Онлайновый электронный научно-технический журнал «Социально-экономические и технические системы» - Наб Челны ИНЭКА,

2006 - 12 сентября - Режим доступа к журн. httpV/www kampi ru/sets/, свободный

10 Исрафилов, ДИ. Энергосбережение при проведении научно-иссяе-эвательских работ методом моделирована на примере высокоэнергетических процессов/ В. В Звездин, Д И. Исрафилов, Р С Файрузов, С M Портнов, Р К Фардиев, Р Р. Зиганшин // Ресурсоэффективность и энергосбережение. Труды VI Международного симпозиума г.Казань 2007г -С.54-55

11 Исрафилов, ДИ Моделирование параметров технологического процесса ионно-вакуумного комплекса/ В В Звездин, Д И Исрафилов, Р С Файрузов, С M Портнов, Р.К Фардиев, Р Р Зиганшин И Третья Российская студенческая научно-техническая конференция "Вакуумная техника и технология" г Казань

2007 г.-С 153-154

12 Патент №2006123791/22(025820) МПК Н05 H 1/26В23, К 9/16 Плазмотрон/ ИХ. Исрафилов, ЗХ Исрафилов, Д.И Исрафилов, А.Т Галиакбаров // зарегистрирован 03 07.2006 г

Соискатель <-vy_ _ Исрафилов Д И

ЛР N 020342 от 7 02 97 г ЛР № 0137 от 2 10 98 г Подписано в печать 8 10 07 г Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать ризографическая Уч -изд л 1,2 Уел -печ л 1,2 Тираж 100 экз

Заказ 1045 Издательско-полиграфический центр Камской государственной инженерно-экономической академии

423810, г Набережные Челны, Новый город, проспект Мира, 68/19 тел /факс (8552) 39-65-99 e-mail ic@kampi ru

Введение.

Глава 1. Исследование методов термообработки гильзы блока цилиндров

1.1. Анализ показателей качества термообработки.

1.2. Способы термообработки гильзы.

1.2.1. Термообработка токами высокой частоты.

1.2.2. Лазерная термообработка.

1.2.3. Плазменная термообработка.

1.2.4. Выводы.

1.3. Патентно-информационный обзор по системам управления и конструкциям плазмотронов.

1.3.1. Конструктивные особенности плазмотронов.

1.3.2. Система управления.

1.4. Плазменная термообработка гильзы на ВДУ 504-1У.З.

1.5. Выводы.

Глава 2. Разработка математической модели плазменного технологического комплекса.

2.1. Металлографические исследования гильзы блока цилиндров двигателя

2.1.1. Методика проведения исследований.

2.2. Исследование влияния параметров ПТК на показатели качества ТП.

2.3. Расчет параметров ПТК по заданным показателям качества термообработки.

2.3.1. Аппроксимация зависимостей характеристик ТП от параметров ПТК.

2.4. Зависимость показателей качества технологического процесса от среднемассовой температуры плазмы.

2.4.1. Экспериментальные исследования зависимости показателей качества обрабатываемых деталей от среднемассовой температуры плазменного потока.

2.5. Микроструктурный анализ образцов.

2.6. Исследование тепловых процессов, происходящих в зоне взаимодействия плазмы с металлом.

2.7. Разработка модели плазменного технологического комплекса

2.7.1. Аппроксимация зависимости показателей качества термообработки от параметров ТП.

2.7.2. Информативные параметры ТП.

2.8. Выводы.

Глава 3. Система автоматического управления ПТК.

3.1. Информационный анализ типов САУ.

3.2. Методика разработки САУ.

3.3. Синтез САУ ПТК.

3.3.1. Разработка структурной схемы САУ.

3.4. Анализ САУ.

3.4.1. Расчет постоянной времени САУ.

3.5. Разработка алгоритмов управления.

3.5.1. Разработка алгоритма аппроксимации функций экспериментальных исследований.

3.5.2. Разработка алгоритма расчета управляющих воздействий.

3.6. Решение оптимизационной задачи.

3.6.1. Постановка задачи.

3.6.2. Общий подход метода оптимизации.

3.7. Метод оптимизации и стабилизации параметров САУ ПТК.

3.8. Выводы.

Глава 4. Разработка ПТК на базе кольцевого плазмотрона.

4.1. Кольцевой плазмотрон.

4.1.1. Конструкция и принцип действия кольцевого плазмотрона

4.1.2. Исследование эрозии электродов кольцевого плазмотрона

4.1.3. Повышение эрозионной стойкости электродов.

4.2. Оптический метод измерения температуры.

4.3. Фотоприемник.

4.4. Описание экспериментальной установки.

4.5. Математическая обработка результатов исследований модели ПТК на базе кольцевого плазмотрона.

4.6. Проведение экспериментов и их сравнение с результатами полученной модели.

4.6.1. Режимы ПТК для термообработки гильзы на базе кольцевого плазмотрона с регулируемыми выходными параметрами

4.7. Выводы.

Автоматизация процесса термообработки деталей в машиностроении позволяет повысить эффективность технологического процесса. Для получения требуемых механических характеристик поверхностей металлов применяют современные технологии упрочнения. Это достигается за счет использования управляемых высококонцентрированных источников энергии, таких как плазмотроны, лазеры и др. [1].

Двигатель является одним из важнейших агрегатов автомобилей. Анализ исследований по термообработке гильзы блока цилиндров автомобилей КАМАЗ показал, что технологическая операция по закалке рабочей поверхности токами высокой частоты имеет низкую эффективность.

В настоящее время недостаточно полно обоснована взаимосвязь между показателями качества технологического процесса обработки и параметрами технологических комплексов. Это связано со сложностью протекающих физических процессов при взаимодействии концентрированных источников энергии с поверхностью металлов и отсутствием информативных параметров из зоны взаимодействия, измеряемых в реальном времени.

Развитие современной техники требует повышения долговечности деталей, машин и приборов, увеличения прочности, износостойкости, коррозионной стойкости конструкционных материалов. Во многих случаях эти цели могут быть достигнуты путем воздействия концентрированных потоков энергии (КПЭ) на поверхность материала. Среди современных технологий особое место занимает плазменная термообработка деталей [2].

Следует отметить, что в отечественном автомобилестроении нет единого мнения относительно необходимости использования поверхностной или объемной термообработки гильз блока цилиндров. Крупнейшие западные производители автомобилей («Мерседес», «Вольво» и др.) не применяют упрочняющих технологий и устанавливают «сырые» гильзы из специальных высоколегированных чугунов. Это объясняется хорошими дорожными условиями и высококачественными горюче-смазочными материалами. Однако при переходе на нормы Евро-3, при которых поршень должен совершать в гильзе движение «насухо», специалисты ОАО «КАМАЗ» придерживаются однозначного мнения о необходимости упрочнения зеркала или гильзы в целом.

Многолетний опыт изготовления и эксплуатации объемно-закаленных гильз на а/м «КАМАЗ» выявил существенные недостатки термообработки токами высокой частоты: значительные деформации гильз после объемной термообработки и отпуска ТВЧ верхней части, которые не устраняются механообработкой и приводят к искажению формы в продольном и поперечном сечениях; высокий уровень механических напряжений, особенно в зоне бурта, что приводит в некоторых случаях к разрушению гильз в изделиях; высокие эксплуатационные затраты термообработки на линии «Холкрофт» (электрической и тепловой энергии, расходных материалов).

Одним из путей повышения эффективности поверхностной термообработки гильзы блока цилиндров является применение плазменного технологического комплекса на базе кольцевого плазмотрона.

Системный подход при разработке плазменного технологического комплекса включает решение задачи анализа и синтеза его системы управления с обратными связями по информативным параметрам из зоны взаимодействия плазмы с металлом, измеряемым в реальном времени с применением новых методов обработки [3].

Экспериментальные исследования по обработке гильзы плазменным потоком позволяют решать задачи моделирования процесса управления параметрами кольцевого плазмотрона для достижения заданных показателей качества технологического процесса [4].

В связи с этим исследование физических закономерностей взаимодействия плазмы с металлом, различных методов обработки информативных параметров из зоны взаимодействия и способов расчета оптимальных характеристик системы управления с целью создания поверхностей деталей с требуемыми прочностными характеристиками является актуальной задачей.

Целью работы является повышение эффективности процесса плазменной термообработки деталей за счет автоматизации плазменного технологического комплекса с оптимизацией его параметров для достижения заданных показателей качества деталей.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование тепловых процессов, происходящих в зоне взаимодействия плазмы с металлом, и определение степени влияния их параметров на показатели качества термообработки.

2. Разработка математической модели плазменного технологического комплекса на базе кольцевого плазмотрона с регулируемыми выходными параметрами для термообработки деталей цилиндрической формы.

3. Разработка алгоритмов управления взаимодействием функциональных блоков плазменного технологического комплекса для повышения эффективности термообработки деталей.

4. Разработка системы управления плазменным технологическим комплексом на основе расчета требуемых параметров технологического процесса для получения заданных показателей качества.

5. Проведение численных исследований для определения параметров кольцевого плазмотрона при обработке деталей цилиндрической формы, при которых возможно достижение заданных показателей качества технологического процесса, обеспечивающих повышение эффективности процесса плазменной термообработки.

Методы исследований. В работе для решения поставленных задач использовались современные и стандартные методики.

В качестве объектов исследования выбрана гильза блока цилиндров двигателя КамАЗ, которая подвергалась термообработке.

Для оценки результата термообработки была проведена серия экспериментальных исследований на образцах серого модифицированного чугуна, используемого при изготовлении гильзы блока цилиндров двигателя КАМАЗ.

Для исследования микротвердости и микроструктуры упрочненного слоя применялись поперечные шлифы. Для выявления микроструктуры поверхностного слоя в чугунах применяли стандартные методы изготовления шлифов.

Металлографический анализ структуры упрочненного слоя проводили с помощью микроскопа "ММР-4". Съемку микроструктуры проводили цифровым фотоаппаратом.

Измерение микротвердости осуществляли с помощью микротвердомера "Дюримет" при нагрузках 50 гр. и 100 гр.

Результаты исследований и измерений обрабатывались с применением математической статистики с доверительной вероятностью 0,95 и пакетов прикладных программ MathCAD и Excel. Научная новизна:

1. Установлены зависимости среднемассовой температуры плазменного потока, определяющие показатели качества обрабатываемых деталей.

2. Разработана математическая модель плазменного технологического комплекса на базе кольцевого плазмотрона с регулируемыми выходными параметрами для термообработки деталей цилиндрической формы

3. Разработана система автоматического управления плазменным технологическим комплексом, обеспечивающая оптимизацию и стабилизацию его параметров для получения деталей при термообработке с заданными прочностными характеристиками.

4. Разработана методика построения системы автоматического управления плазменным технологическим комплексом для достижения заданных показателей качества.

5. Выделены режимы термообработки плазменным технологическим комплексом деталей цилиндрической формы, при реализации которых возможно достижение требуемых показателей качества технологического процесса.

Практическая значимость работы. Внесен вклад в развитие плазменных технологических комплексов на базе кольцевого плазмотрона с регулируемыми выходными параметрами с расчетом показателей качества термообработки гильзы блока цилиндров двигателя. Результаты диссертационной работы являются теоретической основой для определения технологических параметров плазменного упрочнения деталей и позволяют сформулировать рекомендации по граничным значениям показателей качества с целью повышения эффективности термообработки. Разработан кольцевой плазмотрон (патент РФ №59931).

Результаты диссертационной работы внедрены и использованы на практике в «Департаменте развития и внедрения новых разработок» ОАО «КАМАЗ», ЗАО НПО «Оптоойл» и учебном процессе ИНЭКА.

На защиту выносятся следующие научные положения и выводы:

1. Зависимости среднемассовой температуры плазменного потока, определяющие показатели качества обрабатываемых деталей

2. Математическую модель плазменного технологического комплекса на базе кольцевого плазмотрона с регулируемыми выходными параметрами для термообработки деталей цилиндрической формы.

3. Систему автоматического управления плазменным технологическим комплексом, обеспечивающую оптимизацию и стабилизацию его параметров для получения деталей при термообработке с заданными прочностными характеристиками.

4. Методику построения системы автоматического управления плазменным технологическим комплексом для достижения заданных показателей качества.

5. Режимы термообработки плазменным технологическим комплексом деталей цилиндрической формы, при реализации которых возможно достижение требуемых показателей качества технологического процесса.

Личный вклад автора в диссертационную работу состоит: в выборе и обосновании методики разработки системы автоматического управления и проведения экспериментальных исследований, анализе, синтезе, расчете параметров и обобщении полученных данных.

Структура и объём диссертации. Диссертация содержит 131 страницу машинописного текста, 64 рисунка и 3 таблицы и состоит из введения, четырёх глав,, заключения, списка литературы из 99 наименований и приложения на 10 листах.

Основные результаты и выводы:

1. Экспериментально установлена зависимость показателей качества обрабатываемых деталей от среднемассовой температуры плазменного потока.

2. Расчет показал, что результаты термообработки гильзы на базе кольцевого плазмотрона с регулируемыми выходными параметрами соответствуют разработанной математической модели плазменного технологического комплекса.

3. Предложенные методы оптимизации и стабилизации параметров системы автоматического управления плазменным технологическим комплексом обеспечивают получение деталей при термообработке с заданными прочностными характеристиками.

4. Разработана методика построения системы автоматического управления плазменным технологическим комплексом для достижения заданных показателей качества.

5. Выделены режимы термообработки плазменным технологическим комплексом гильзы, при реализации которых возможно достижение требуемых показателей качества технологического процесса. Это существенно повышает эффективность процесса плазменной термообработки за счет сокращения времени технологического процесса в среднем до 2 минут и снижения брака.

6. Результаты проведенных исследований создают предпосылки для их использования при плазменной термообработке гильзы блока цилиндров двигателя КамАЗ, что позволит повысить эффективность производства за счет сокращения времени цикла технологического.

Заключение.

Результаты исследований взаимосвязи между параметрами отдельных звеньев ПТК с показателями качества ТП показывают многообразие критериев оценки эффективности САУ, зависящих от типа ТП и требований к показателям качества термообработки. Повышение эффективности САУ является следствием решения оптимизационной задачи по выбору параметров звеньев. Данная проблема является актуальной для широкого внедрения плазменных технологий в производство.

Система управления и методика построения может быть использована при разработке технологических комплексов на базе других плазмотронов.

1. Суслов, А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин/А.Г. Суслов. М.: Машиностроение, 2000. - 320 с.

2. Романец, В.А. Новые процессы производства металла: состояние и перспективы/ В.А. Романец // Металлург. 2001. - №11 С. 12

3. Бойцов, В. Технологические методы повышения прочности и долговечности/ В.Бойцов. М.: Машиностроение, 2005. - 128с.

4. Михалёв, С.Б. АСУ на промышленном предприятии: Методы создания: Справочник/С. Б. Михалёв, Р. С. Седегов, А. С. Гринберг и др. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1989.— 400 с.

5. Трение, износ и смазка (трибология и триботехника)/ Под общ. ред. А. Чичинадзе. -М.: Машиностроение, 2003, 576с.

6. Кожевников, Ю.В. Теория вероятностей и математическая статистика/ Ю.В. Кожевников. М.: Машиностроение, 2002. - 415с.

7. Григорьянц, А.Г., Технологические процессы лазерной обработки: Учеб. пособие для вузов / И.Н. Шиганов, А.И. Мисюров; под ред. А.Г. Григорьянца; — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. — 664 с.

8. Исрафилов, Д.И. Влияние модового состава лазерного излучения на зону термического воздействия в металлах/ В. В. Звездин, к. т. н., Р.К. Фардиев, А. В. Хамадеев, Д. И. Исрафилов, Д. А. Башмаков // Вестник КГТУ им. Туполева. 2007. -№2 -С.84-85

9. Сом, А.И. Лазер + плазма: поиск новых возможностей в наплавке/ А.И. Сом, И.В. Кривцун // Автоматическая сварка, 2000. №12. С. 36-41.

10. Исрафилов, Д.И. Синтез и анализ системы автоматического управления плазменным технологическим комплексом Электронный ресурс./ А.Т. Галиакбаров, В.В. Звездин, И.Х. Исрафилов, Д. И. Исрафилов//

11. Онлайновый электронный научно-технический журнал «Социально-экономические и технические системы». Наб.Челны: ИНЭКА, 2005. - 22 октября. - Режим доступа к журн.: http://sets.ru/index2.php7arhiv/14nomer.php, свободный.

12. Пашацкий, Н.В. Поперечно-обдуваемый дуговой разряд в плазмотроне с коаксиальными электродами./ Н.В. Пашацкий, В.Ф. Обеснюк-ИФЖ.- 1991.-С.124

13. Низкотемпературная плазма. Т4: Плазмохимические технологии. Новосибирск: Наука, 1991.

14. Туманов, Ю.Н. Плазменные и высокочастотные процессы получения и обработки материалов в ядерном топливе/ Ю.Н.Туманов. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 760с.

15. Патент 2117983 Российской Федерации, Кл. G05F1/66, 1998

16. А/с № 860357 СССР, от 30.08.81.

17. Патент № 1268843 Великобритании, МПК Н 05 Н 4/10, 1970.

18. Жуков, М.Ф. Электродуговые нагреватели газа/ М.Ф. Жуков. -М.: «Наука», 1973. с. 25.

19. Патент 847533 Российской Федерации, МПК Н05Н 1/26 Плазмотрон опубл. 15.07.81

20. Патент 1503672 Российской Федерации, МПК Н05В 7/22Плазмотрон опубл. 15.07.81

21. А.с. 2114455 СССР, МКИ G05B 11/01, Способ автоматического управления в системе с люфтом и следящая система для его осуществления.

22. Патент 2292013 Российской Федерации, МПК. G01B 7/30, 2006. Реверсивный дискретный датчик перемещений.

23. А/с 2004134009/28 СССР. Устройство для электромагнитного контроля перемещений изделия и электрофизических свойств его материала

24. Плахотников, К.Э. Математическое моделирование и вычислительный эксперимент. Методология и практика/ К.Э. Плахотников. -М.:Эдиториал «УРСС», 2003 280.

25. Коротеев, А.С. Плазмотроны: конструкции, характеристики, расчет/ А.С. Коротеев, В.М. Миронов, Ю.С. Свирчук. М.Машиностроение, 1993.-296 с.

26. А.с. 1536199 СССР, Эллипсометрический способ контроля качества полирования образца / В.М.Маслов, Т.С. Мельник; приоритет от 30.05.88.

27. Коган, А.В. Определение характеристик пирометров частичного излучения по их аппаратурным функциям/ А.В. Коган, Э.А. Мануйлов// Приборы и системы управления. 1985-. №2 - С. 16-18.

28. Криксунов, JT.3. Справочник по основам инфракрасной технике/ JT.3. Криксунов. М.: Сов.радио, 1978. - 399 с.

29. Мирошников, М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов /М.М. Мирошников. JI. Машиностроение, 1983. - 696 с.

30. Краснов, M.JI. Вся высшая математика. Учебник. Т.5. Изд. 2-е, исправл./ МЛ. Краснов, А.И. Киселев, Г.И. Макаренко и др. М.:Эдиториал «УРСС», 2002.-296с.

31. Березин, Ю.А. Численные модели плазмы и процессы пересоединения/ Березин Ю.А., Г.И. Дудникова. М.:Наука, 1985. - с. 127

32. Степнов, М. Статистические методы обработки результатов механических испытаний. Справочник/ М. Степнов. М.: Машиностроение, 2005, - 400с.

33. Бэдсел, Ч.Физика плазмы и численное моделирование/ Ч. Бэдсел,

34. A. Ленгдон; пер. А.Рухадзе Б.А.Князев. -М.:Энергоатомиздат, 1989. -456с.

35. Арханова, A.M. Теплотехника/ A.M. Арханова. М.:Изд-во МГТУ им.Баумана, 2004. - 712с.

36. Новик, Ф.С. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов/ Новик Ф.С., Арсов Я.Б. М.: Машиностроение, София: Техника, 1980. - 304 с.

37. Каганов, В.И. Радиотехника + компьютер + Mathcad /В.И. Каганов.-М.:Горячая линия-Телеком, 2001.-416 с.

38. Моисеев, B.C. Метод малого параметра для решения неявно заданных функциональных зависимостей в задачах проектирования/В.С. Моисеев, Д. А. Горбунов //Авиационная техника. 1998. - №4. - С. 3-10

39. Метьюз, Дж.Г. Численные методы. Использование MATLAB/ Дж.Г. Метьюз, К.Д Финк. 3-е издание.: Пер. с англ. - М.'Издательский дом "Вильяме", 2001.-720 с.

40. Турчак, Л.И. Основы численных методов/ Л.И.Турчак, П.В. Плотников. М.:Наука, 2002. - 304 с.

41. Зарубин, B.C. Инженерные методы решения задач теплопроводности/ B.C. Зарубин. М.:Энергоатомиздат, 1983. - 328 с.

42. Тепло и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник под общ.ред.В.А.Григорьева, В.М.Зорина. М.: Энергоиздат. 1982

43. Гортышов, Ю.А. Теория и техника теплофизического эксперимента/ Ю.А. Гортышов, Ф.Н.Дресвянников, Н.С. Идиатуллин и др.; Под ред. В.К.Щукина. 2-е изд. перераб. и доп. - М.:Энергоатомиздат, 1993. -448 с.

44. Исрафилов, Д.И. Влияние модового состава лазерного излучения на показатели качества процесса закалки / В. В. Звездин, Д. И. Исрафилов, А.

45. B. Хамадеев // Проектирование и исследование технических систем: Межвуз.науч.сборник Вып.№10 Наб. Челны: Изд-во ИНЭКА, 2007. С. 113116.

46. Барвинок, В.А. Мордасов В.И., Мурзин С.П. К вопросу формирования температурных полей при лазерной поверхностной обработке/

47. В.А. Барвинок, В.И. Мордасов, С.П. Мурзин // Изв. Академии наук «Металлы», 1995. N3. С. 147-152.

48. Песошин, В.А. Моделирование. Вероятностные дискретные модели. Учебное пособие./ В.А. Песошин, В.И. Глова, В.М.Захаров, С.В. Шалагин. Казань, Изд-во «АБАК», 1998 г. 50с.

49. Песошин, В.А. Синтез автономных автоматных моделей для статистического моделирования./ В.А. Песошин, В.И. Глова, В.М.Захаров // Вестник КГТУ им. А.Н.Туполева, 1997, вып.4.

50. Песошин, В.А. Архитектура и модели систем статистического моделирования/ В.А. Песошин, В.И. Глова, В.М.Захаров, З.Т. Яхина // Вестник КГТУ им. А.Н.Туполева, 1997, вып. 4.

51. Самарский, А.А. Введение в численные методы/ А.А. Самарский. -М.: Наука, 1982.

52. Топчеев, Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования: Учеб. пособие для втузов/ Ю.И. Топчеев.1. М. Машиностроение, 1989.

53. Колесников, А.А.Проектирование многокритериальных систем управления промышленными объектами/ А.А. Колесников, Ф.Г. Гельфгат. -М.: Энергоатомиздат, 1993. 304 с.

54. Волчкевич, JI. Автоматизация производственных процессов/ Л. Волчкевич. М.: Машиностроение, 2007, - 380с.

55. Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования/ И.П. Норенков. М.:Изд-во МГТУ им. Баумана, 2006. - 448с.

56. Бабаков, Н.А. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов по спец. «Автоматика и телемеханика». В 2-х ч. /Н.А.Бабаков,А.А.Воронов, А.А.Воронова и др.; Под ред. А.А.Воронова. 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Высш. шк., 1986. - 367 е., ил.

57. Арсеньев, Ю.Н. Проектирование систем логического управления на микропроцессорных средствах: Учеб. пособие для вузов по спец: «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»/ Ю.Н. Арсеньев, В.М. Журавлев. М.:Высш. шк., 1991.-319 с.

58. Клюев, А.С. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля/ А.С.Клюев, Б.В.Глазов,М.Б.Миндин и др.; Под ред. А.С.Клюева. 3-е изд., перераб. и доп. -М.:Энергоатомиздат, 1991.

59. А.с. № 1610706 СССР, «Система автоматического управления лазерным технологическим комплексом», /Звездин В.В., Асанов А.З.; приоритет от 06.03.90,

60. Справочник по теории автоматического управления/ под ред. А.А. Красновского М.: Наука, 1987.

61. Канаев, Е.М. Промышленные роботы. Книга 1. Общие сведения о промышленных роботах/ Е.М. Канаев, Ю.Г. Козырев, Б.И. Черпаков, В.И. Царенко. М.:Высшая школа, 1987. - 48 с.

62. Никольский, А.А. Точные двухканальные следящие электроприводы с пьезокомпенсаторами/ А.А. Никольский. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 160 с.

63. Мита, Ц. Введение в цифровое управление/Ц. Мита, С. Хара, Р. Кондо; Пер. с яп. А. М. Филатова; Под ред. В. А. Есакова. М.:Мир, 1994.

64. Чернявский, Е.А. Измерительно-вычислительные средства автоматизации производственных процессов/Е.А. Чернявский, Д.Д. Недосекин, В.В. Алексеев. Л.:Энергоатомиздат, 1989. - 272 с.

65. Колесников, А.А. Проектирование многокритериальных систем управления промышленными объектами/А.А. Колесников, Ф.Г. Гельфгат. -М.:Энергоатомиздат, 1993. 304 с.

66. Выскуб, В.Т. Прецизионные цифровые системы автоматического управления/ В.Т. Выскуб, Б.С. Розов, В.И. Савельев и др. -М.:Машиностроение,1984. 136 с.

67. Попов, Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления: Учебное пособие/ Е.П.Попов. М.: Наука, 1988. -256 с.

68. Гальперин, М.В. Практическая схемотехника в промышленной автоматике/М.В. Гальперин. М.:Энергоатомиздат, 1987. - 320 с.

69. Алексеев, В.Н. Микропроцессорные средства производственных систем/ В.Н.Алексеев, А.М.Коновалов, В.Г.Колосов и др.: Под общ. ред. В.Г.Колосова. JI.Машиностроение, 1988. - 287 с.

70. Загарий, Г.И. Синтез систем управления на основе критерия максимальной устойчивости/ Г.И.Загарий., A.M. Шубладзе. -М.:Энергоатомиздат, 1988. 104 с.

71. Фалевич, Б. Теория алгоритмов. Учебное пособие / Б. Фалевич. -М.:Машиностроение, 2004.- 160с.

72. Тарасов, В.А. Оптимизация производственных комплексов с переменными параметрами/ В.А.Тарасов, С.В. Марангозов. -М.:Энергоатомиздат, 1985. 120 с.

73. Лоран, П.-Ж. Аппроксимация и оптимизация/ П.-Ж. Лоран; пер. Ю.С. завльлова и др.; под.ред. Г.Ш. Рубенштейна и Н.Н. Яненко. М.: Изд-во «МИР», 1975.-c.496

74. Пат. 59931 Российская федерация, МПК Н05 Н 1/26, В23 К 9/16. Плазмотрон/ И.Х. Исрафилов, З.Х. Исрафилов, Д.И. Исрафилов, А.Т. Галиакбаров; опубл. 26.12.2006 г.

75. Исрафилов, Д.И. Исследование плазменного устройства с движущимся разрядом/ А.Т. Галиакбаров, И.Х. Исрафилов, Д.И. Исрафилов// Наука и практика. Диалоги нового века: Материалы конференции. Часть И. -Наб.Челны: КамПИ, 2003. С. 52-54.

76. Исрафилов, Д.И. Исследование эрозии электродов коаксиальных плазматронов/ А.Т. Галиакбаров, Р.Р Зиганшин, Д.И. Исрафилов.// Сборник материалов Межвуз. науч.-прак.конф. Часть 1. Наб. Челны: Изд-во КамПИ 2005, - С.252-254.

77. Кудинов, В.В. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий/ В.В. Кудинов, В.М. Иванов. -М.: Машиностроение, 1981.

78. А.С. №1600480 СССР, МКИ В 23 К 26/00. Способ измерения температуры металла. В.В.Звездин. Бюл. №38.1990.

79. Свет Д.Я. Оптические методы измерения истинных температур./ Д.Я. Свет. М.:Наука. 1982.

80. Патент 2256887 Российской Федерации, МПК G01 О 4/04. Способ измерения степени поляризации. Звездин В.В., Заморский В.В., и др.; Опубликовано 20.07.2005.

81. Поскачей, А.А. Оптико-электронные системы измерения температуры/ А.А. Поскачей, Е.П. Чубаров. М.:Энергия, 1979, 208с.

82. Азам, Р. Эллипсометрия и поляризованный свет/ Р. Аззам, Н. Башара. М.; Мир, 1981.-584с.

83. А.с. 1670394 СССР, Рефлектометр для измерения поляризационных параметров поверхности объекта / П.И. Дрозд, JI.B. Поперенко, И.А.Шакевич; приоритет от 20.03.89.

84. Патент 2193168 Российской Федерации, МПК GO 1J 4/00 Способ измерения степени поляризации / Звездин В.В., Зиятдинов P.P., Гумеров А.Ф.,

85. Сабиров И.С. Заявка №2000118517/28. Заяв. 11.07.2000. Опубл. 21.12.2002. Бюл. №32.

86. Патент №2090867 Российской Федерации, МПК 6 G 01 21/85. -Способ спектроаналитического определения состава дымов. / Карих Ф. Г., Карих А. Ф. (РФ). 94028135/25. Заяв. 18.07.94. Опубл. 21.12.97. Бюл. №26 // Открытия. Изобретения. - 1997. № 26. - С. 73.

87. Кабардин, О.Ф. Физика: Справочные материалы / О.Ф. Кабардин. -М.: Просвещение, 1991.

88. Филачев, A.M. Твердотельная фотоэлектроника. Физические основы/ A.M. Филачев, И.И. Таубкин, М.А. Тришенков. М.: Физматкнига, 2005.-384 с.

89. Алеев, P.M. Несканирующие тепловизионные приборы: Основы теории и расчета/Р.М. Алеев, В.П. Иванов, В.А. Овсянников. Казань:Изд-во Казанского университета, 2004. - 228с.