Х а б а р ш ы с ы в е с т н и к семипалатинского государственного

 
 
156 
ТЕХНИКА ҒЫЛЫМДАРЫ 
УДК 621.654 
Койбагаров С.Х., Тлеубердин К.Ж., Жумагажинов А.Т., Толеуов С.Е., Бекболатов Б. 
Шәкәрім атындағы Семей мемлекеттік университеті
  
 
ТОҢАЗЫТҚЫШ ТЕХНИКА МЕН ЖЫЛУ СОРАПТАРЫНДАҒЫ ҚОЛДАНЫЛАТЫН 
ТОҢАЗЫТҚЫШ АГЕНТТЕРДІ ТАЛДАУ 
 
В  статьи  рассмотрены  возможность  применение  углеводородных  холодильных  агентов  в 
качестве  рабочего  вещества  в  тепловых  насосах,  а  также  их  примущества  от  фторохлора 
содержащихся холодильных агентов. 
In articles are considered possibility application of hydrocarbonic refrigerating agents as working 
substance  thermal  pumps,  and  also  them  примущества  from  фторохлора  containing  refrigerating 
agents. 
Монреальды  және  Киот  хаттамалардың  шешуімен  тоңазытқыш  техникада  фреондарды 
қолдануға  тиым  салынды.  Алдыңғы  қатарлы,  қолдануға  мүмкін  болатын  тоңазытқыш  агент 
ретінде  «табиғи»  деп  аталатын  субстанциялар  шықты.  Олардың  жылу  сораптарда  қолдануы 
қарқынды  дамып  келе  жатыр.  Жылулық  сораптардың  пайдалануы,  қоршаған  ортаның  жылуын 
пайдалану есебінен жылу энергиясын үнемдеудегі маңызды бағыттардың бірі болып табылады. 
Жылулық  сорап–жылулық  энергияны  төмен  температуралы  көзден  айтарлықтай  жоғары 
температуралы  көзге  алмастыратын  қондырғы,  нақты  алып  қарағанда  айтарлықтай  төмен 
температуралы көзі бар тоңазытқыш немесе қыздыруға арналған кондиционер. Жылу сорабының 
жұмыс  принципі    төмен  қысым  мен  температуралы  камерада  тоңазытқыш  агент  буланады  да 
жоғары  қысым  мен  температуралы  камерада  конденсацияланады,  сол  кезде  салқын  денеден 
қыздырылған  денеге  қарай  энергия  алмасады,  яғни  бұл  бағытта  өздігінен  жылу  алмасу  мүмкін 
емес.  Жылу  сорабының  негізгі  элементтеріне  құбырөткізгішпен  байланысқан  буландырғыш, 
компрессор,  конденсатор  мен  ағын  реттегіш  –дроссель,  детандер  және  құйынды  түтік  жатады. 
Сызба  түрінде  жылу  сорабын  үш  тұйық  контурдан  тұратын  жүйе  түрінде  қарастыруға  болады: 
біріншісінде,  яғни  сырт  жағында  жылубергіш  (қоршаған  орта  жылуын  жинайтын, 
жылутасымалдағыш)  циркуляциялайды  (айналады),  екіншісінде  –  буланатын  зат  жылубергіштің 
жылуын  ала  отырып  буланады  да  конденсацияланады,  үшіншісінде  –жылуқабылдағыш  (су  
ғимараттың жылыту және ыстық сумен қамтамасыз ету жүйелерінде). 
Сыртқы  контур  (коллектор)  жерге  немесе  су  түбіне,  қатпайтын  сұйық-антифир  айналыс 
жасайтын  -  құбырөткізгіш  орналастырылған. Төмен  потенциалды жылу  көзі  ретінде грунт,  өзен, 
арық, көл тіпті қандай да бір өндірістік өнеркәсіптің желдету жүйесінен шығатын жылы ауа болуы 
мүмкін. 
Екінші  контурда,  тоңазытқыш  агент  айналыс  жасайды,  тұрмыстық  тоңазытқыштардағыдай 
жылуалмастырғыштар – буландырғыш және конденсатор орнатылған, сонымен қатар тоңазытқыш 
агент  қысымын  өзгертетін  қондырғылар  –  оны  сұйық  фазада  дросселдейтін  ретегіш  вентиль 
(жіңішке калибрленген саңылау) және оны газтәрізді күйде сығатын компрессор орналасқан. 
Жылу  сорабы  –бұл  жылыту  қазандығын,  ыстық  сумен  қамтамасыз  ету  көзін  және 
кондиционерді  құрайтын  әмбебап  қондырғы.  Басқа  жылу  көздерінен  айырмашылығы,  жылумен 
қамтамасыз  ету  және  суды  қыздыру  үшін  қоршаған  ортаның  төмен  температуралы  жаңаратын 
энергияны  жұмсайтын  мүмкіндігінің  болуында  жатыр.  Жылулық  сорап,  күннің  шашыратқан 
сәулесін  пайдалана  отырып  берілетін  қуаттың  жалпы  алғанда  80%-ін  қоршаған  ортадан  «сорып 
алады». 
Қоршаған  ортадан  бірнеше  градус  алған  жылутасымалдағыш  (су  немесе  тұзды  су) 
буландырғыш  деп  аталатын  жылу  сорабының  жылу  алмастырғышы  арқылы  өтеді  де  қоршаған 
ортадан  жинаған  жылуын  жылу  сорабының  ішкі  контурына  жібереді.  Жылу  сорабының  ішкі 
контуры тоңазытқыш агентпен толтырылған. Ол төмен қайнау температурасына ие бола отырып 
буландырғыш арқылы өтіп сұйық күйден газ тәрізді күйге айналады. Бұл төмен қысымда және 5
0
С 
температурада    жүзеге  асады.  Буландырғышта  шыққан  газ  тәрізді  тоңазытқыш  агент  ең  жоғары 
қысым  мен  температураға  дейін  сығатын  компрессорға  түседі.  Ары  қарай  газ  екінші 
жылуалмастырғыш  –конденсаторға  түседі,  мұнда  ыстық  газ  бен  үйді  жылыту  жүйесінің  кері 
құбырөткізгішінің жылутасымалдағышы арасында жылу алмасу жүреді. Тоңазытқыш агент өзінің 
жылуын жылу жүйесіне беріп салқындайды да қайтадан сұйық күйге айналады, ал қызған жылу 
жүйесінің жылыту қондырғыларына жеткізіледі. 

 
 
157 
Бұрын  жылу  сораптары  үшін  фтор,  хлор,  көміртек  пен  сутек  FCKW(F,Cl,C,H)  химиялық 
қосындыларынан  тұратын  тоңазытқыш  агенттерді  (жердің  озон  қабатын  бұзатын,  нәтижесінде 
ультракүлгін  сәлелер  еш  кедергісіз  жерге  таралатын  фреон  қатарындағы  заттар)  қолданған,  ал 
тоңазытқыш  агент  қалыпты  атмосфералық  қысымда  буланады  және  бұл  жағдайда  атмосфераға 
шығын  әкеледі.  Бұл  заттардың  жабық  контурда  ұшпауын  міндетті  түрде  қадағалау  керек.  Ескі 
жылу  сораптары  біліктілігі  жоғары  мамандар  арқылы  қайта  қалыпқа  келтіріледі.  Қазіргі  таңда 
жылу сораптарында келесідей тоңазытқыш агенттер қолданыста: R410A, R407С, R134а. 
Көмірсутектер  озонға  қауіпсіз,  ғаламдық  жылыну  потенциалы  нөлге  жақын,  улы  емес, 
фосген  түзбейді.  Одан  басқа,  оларды  өндіру,  қоршаған  ортаны  мықты  органикалық 
ластаушылармен ластамайды және айтарлықтай су мен ауа оттегін көп шығындамайды. Сондай-ақ 
көмірсутектер  фреондарға  қарағанда  арзан  екендігі  де  маңызды  болып  табылады.  Көмірсутектің 
тағы бір артықшылығына Ресейде шығарылатын минералды майлармен және отандық салқындату 
техникаларында  дәстүрлі  қолданылатын  материалдармен  сәйкес  келуі.  Жылуфизикалық  және 
қосымша қасиеттері бойынша көмірсутек фреонды басып озады. 
Шекті көмірсітектер мен олардың галогенді туындылары R әрпімен және оның артынан үш 
санмен, яғни Rxyz түрінде беріледі, мұндағы: 
x (жүздік) бірлікке азайған көміртек атомының санына тең; 
y (ондық) бірлікке артқан көміртек атомының санына тең; 
z (бірлік) фтор атомының санына тең. 
Мысалы R134a салқындатқыш агенті 4 фтор атомына, 2 сутек атомына, 2 көміртек атомына 
ие, ал «а» жалғауы  изомері –тетрафторэтан екендігін көрсетеді. 
Түрлі бейорганикалық қосылыстарға 700 түрі берілген, ал осы түрге жататын салқындатқыш 
агенттің  бірдей  нөмірі  700  бен  тоңазытқыш  агенттің  молекулярлық  массасының  қосындысымен 
анықталады.  Мысалы,  химиялық  формуласы  NН3  болатын  аммиак  үшін  1x14+3x1+700=717 
болады. Осылайша оның белгіленуі - R717. 
Хладондардың химиялық қосылыстарына кіретін жеке құраушылардың молекула саны x + y 
+ z + u = 2n+2  тәуелділігімен байланысты. Кез –келген салқындатқыш агенттің белгіленуі -  R-N, 
мұндағы R- салқындатқыш агенттің белгіленуі, N –хладон нөмірі немесе басқа да салқындатқыш 
агенттерге арналған нөмірі. 
Хладондар  үшін  нөмір  келесідей  жазылады:  1  -  СН
4 
(метан);  11  -  С
2
Н
6
  (этан);  21  -  С
3
Н
8
 
(пропан); 31 - С
4
Н
10
 (бутан). Оң жақта хладондағы фтор атомы жазылады: CF2CI2-RI2, C3F4C14-
R214.  Хладонда  бром  атомы  болған  жағдайда  негізгі  нөмірден  кейін  В  әрпі  жазады,  одан  кейін 
бром  атом  саны  жазылады  CF2Br2-R12B2.  Тоңазытқыш  агенттердің  жіктелуі  1-кестеде 
көрсетілген. 
 
1-кесте. Тоңазытқыш агенттердің жіктелуі. 
Тоңазытқыш 
агенттер тобы 
Белгіленуі 
Химиялық аты 
Химиялық формуласы 
Қалыпты 
қайнаудың 
температурасы, 
С 
R11 
Трихлорфторметан 
CC13F 
23,7 
R12 
Дихлордифторметан 
CC12F2 
-29,8 
R12B1 
Дифторбромхлорметан 
CBrC1F2 
-3,8 
R13 
Трифторхлорметан 
CCIF3 
-81,5 
R13B1 
Трифторхлорметан 
CBrF3 
-55,8 
R22 
Дифтормонохлорметан 
CHC1F2 
-40,8 
R23 
Трифторметан 
CHF3 
-82,2 
R500 
R12 (73,8%)+R152a (26,2%) 
CCIF2+C2H4F2 
-33,3 
1 
R502 
R22 (48,8%)+R115 (51,2%) 
CYCIF2+CC1F5 
-45,6 
R717 
Аммиак 
NH3 
-33,3 
2 
R160 
Этил хлористый 
C2H5CI 
12,2 
R170 
Этан 
C2H6 
-88,6 
R290 
Пропан 
C3H8 
-42,2 
R600 
Бутан 
C4H10 
-0,6 
R1150 
Этилен 
C2H4 
-103,7 
3 
R1270 
Пропилен 
C3H6 
-47,7 
Көмірсутектер өрт және жарылуға қауіптілігі 2-кестеде көрсетілгендей көмірсутектердің өрт 
қауіптілігі  аммиакпен  және  R152a  фреонмен  салыстырғанда  жоғары  деңгейде  болып  тұр, 
сондықтан да көмірсутектерді қолданғанда келесі міндетті шарттар орындалу керек-кенет эмиссия 

 
 
158 
кезінде  бөлмедегі  концентрациясы  жанудың  төменгі  деңгейін  аспауы  керек.  Британияның 
стандарты бойынща (BS 4434), Германияның (DIN 7003), АҚШ (ASHRAE 15) шарттары бұдан да 
қатал- концентрация төменгі жану деңгейінің 20-25 % аспауы керек. Бұл стандарттармен жүйеге 
салатын тоңазытқыш агенттің мөлшері азайтылады. 
 
 
2-кесте. Көмірсутектердің өрт және жарылуға қауіптілігі. 
Көрсеткіш 
Пропан 
R290 
Изобутан 
R600a 
Аммиак 
R717 
Дифторэтан 
R152а 
Жанғыштықтың 
ауамен 
араласқандағы шегі. % 
Төменгі 
Жоғарғы 
 
 
2,1 
9,5 
 
 
1,3 
8,5 
 
 
15,0 
28,0 
 
 
3,9 
16,9 
 Өзінен өзі жану температурасы, 
0
С 
466 
455 
651 
- 
Жану энергиясы, Дж 
2,5·10
-4
 
2,5·10
-4
 
0,68 
0,22 
Қондырғылардың  барлық  жабдықтары  үшін  өртке  қарсы  шаралары  бірдей,  және  де  бұл 
тоңазытқыш жүйенің құнын көтереді: көмірсутектің қолданылуы қауіпсіз электр қондырғыларды 
қолдануын, технологиялық жолдардың реконструкциясын керек етеді. 
Сонымен,  тоңазытқыш  машиналарда  және  жылулық  сораптарда  сутекті  тоңазытқыш 
агенттердің  қолданылуы,  парникті  эффектіні  болдыртпай,  сонымен  қатар  жылумен  қамтуға 
қолданатын  энергия  шығынын  қысқартып,  көмірқышқыл  газдардың  атмосфераны  ластауын 
азайтады.  Көмірсутектері  үшінші  топқа  жатады.  Құрылымы  айтарлықтай  тармақталған 
көмірсутектері  пайдаланған  тиімдірек,  олар  қолданыста  қауіпсіз  және  қайнау  температуралары 
төмен болады.    
 
ӘОЖ 637.591.463.2 (043)(574) 
Қасымов С.Қ., Шәкәрім атындағы Семей мемлекеттік университеті 
 
ҚАЛДЫҚСЫЗ ӨНІМДЕРДІ ӨНДІРУ БАҒЫТЫ  
Сырье  животного  происхождения  –  основной  и  традиционный  источник  полноценного 
белка  в  питании  человека.  Дефицит  белкового  питания  связан  с  резким  снижением  поголовья 
скота, продуктивности животноводства и покупательной способности населения.  
Raw  materials  of  animal  origin  -  and  the  main  traditional  source  of  valuable  protein  in  human 
nutrition.  Deficiency  of  protein  nutrition  is  associated  with  a  sharp  decline  in  livestock,  livestock 
productivity and purchasing power. 
Жануар тектес шикізат – адамның тамақтануында толық құнды ақуыздың негізгі және салтты 
көзі. Ақуызды тамақ өнімдерінің жетіспеушілігі мал басының төмендеуіне, мал щаруашылығының 
өнімділігінің және халықтың сатып алу қабілетінің азюына байланысты болып келеді.  
«ХХI ғасыр жоғары технология ғасыры болады», - деп өз сөзінде Қазақстан Республикасының 
Президенті Н.А. Назарбаев әділ айтып өтті. Бүгін ғылым нарық бәсекесі жағдайында дамып отыр. 
Сондай-ақ,  шекара  ашық,  ақпарат  жеткілікті,  шетелдік  әріптестермен  ортақ  зерттеу  жүргізу  және 
инвесторларды  тарту  мүмкіндігі  зор.  Жаңа  саяси  экономикалық  жағдай  ғалымдарға  жеке  меншік 
секторымен ынтымақтасуға мүмкіндік беріп қана қоймай, өз әзірлемелері негізінде шағын және орта 
кәсіпорын ашуға мүмкіндік берді [1].  
Қазіргі кезде ет өнеркәсібіндегі өзекті мәселелердің бірі – құрама өнімдерді өндіру. Құрама 
өнімдер өндіру үшін жақсы негіз болып табылатын мал және өсімдік шикізаттарынан өндірелетін 
ақуыз өнімдеріне деген қажеттілікті қанағаттандыру - өнімнің дәстүрлі түрлерін өндіруді арттыру, 
өңдеу,  сақтау  және  тасмалдау  барысында  шикізат  шығынын  азайту,  сондай-ақ  шикізаттың  жаңа 
көздерін іздестіру мен оны өңдеудің технологияларын жетілдіру мәселелеріне тікелей тәуелді.  
Эндокринді  шикізат  –  аса  құңды  ет  шикізаты.  Құрамындағы  ақуыздар,  сондай-ақ  көмірсу, 
дәрумендердің  мөлшері,  функционалдық-технологиялық  қасиеттері  бар  таза  эндокринді  шикізат 
әр түрлі азық-түлік өнімдерін өндірудің тиімділігін анықтайды. Малдың эндокринді шикізатын ет 
өнімдері  өндірісінде  тиімді  пайдаланып,  ет  өнімдерін  өндірудің  түрлі  жолдарын  іздестірген  шет 
елдер мен отандық ғалымдар – Рогов И.А., Чоманов У.Ч., Жаринов А.И., Крылова Н.Н., Липатов 
А.А.,  Мицык  В.Е.,  Пожарская  Л.С.,  Рскелдиев  Б.А.,  Титов  Е.И.,  Тулеуов  Е.Т.,  Камербаев  А.Ю., 
Weister  A.,  Smith  I.  және  т.б.  пікірлері  аса  құнды  болып  табылды.  Таза  эндокринді  шикізатты 
қолданумен  қатар  оның  фракциялары  –  пішінді  элементтер  мен  эндокринді  шикізат  қолдану 
деңгейі  де  өсті.  Сойылған  малдың  эндокринді  шикізаты  тамаққа  тиімді  пайдалануға  оның  түсі 
кедергі  және  өнімді  ерекше  түске  бояйды.  Сонымен  қатар,  эндокринді  шикізат  төменгі 
температурада  шектеулі  мерзімде  сақталумен  және  тасымалданылуымен  қиынға  соғады.  Бірақ 

 
 
159 
эндокринді  шикізат  арзандығын  және  тағамдық  құндылығын  ескерген  жағдайда,  оны  қосымша 
шикізат ретінде ет өнімін өндіруде пайдалануға болады. 
Ірі  қара  малдың  эндокринді  шикізатын  пісірілген  шұжық,  паштет  консервілері,  тұшпара, 
котлет өндіру, нан мен басқа ұн өнімдерінің сапасын арттыру мақсаттарында пайдалануға болады.  
Ет  дүмбілдерін  өндіргенде  субөнімдері  мен  мал  эндокринді  шикізат  пайдалану,  сондай-ақ 
өсімдік ақуыздар компоненттерін қосу ет ресурстарын тиімді пайдаланумен қатар, шығарылатын 
өнімнің құрамын, тағамдық және биологиялық құндылығын өзгертуге мүмкіндік береді [2]. 
Тағамдық  ақуыздар  мәселесін  шешудің  болашағы  бар  жолы  -  яғни,  өсімдік  шикізатынан 
екінші  категориялы  субөнімдерін  өндіру  және  оны  тамақ  өнеркәсібінде  пайдалану.  Бұлардың 
қатарына  шошқаның  басынан  жасалатын  шырышты  субөнімдерінен  дайындалатын  тағам 
массасын  және  Қазақстан  Республикасында  өсірілетін  соя  өсімдігінің  концентраттары  мен 
изоляттарын,  отандық  шикізатты  (күріш,  қарақұмық,  ас  бұршақ,  жасымық,  асқабақ  және  т.б) 
жатқызуға  болады.  Шикізаттың  осы  түрлері  бүгінгі  таңға  дейін  эндокринді  шикізат  қосып 
ұсақталған дүмбілдер өндіру мәселесіне байланысты зерттелмеген [3]. 
Ірі  қара  малдың  және  басқа  малдың  эндокринді  шикізатын  қосып  әзірленген  дүмбілдердің 
сақталу  мерзімі  шектеулі  (12  сағат),  өйткені  эндокринді  шикізат  микрофлора  үшін  өте  қолайлы 
орта, ал жылы кезде оларды өндіруге тыйым салынады [4]. 
Ірі  қара  малдың  эндокринді  шикізатын  емдік  тағамдарда  қолданудың  келешегін  тілге  тиек 
еткенде  тағамдық  ферменттер  эндокринді  шикізаттың  ақуызын  ыдырататынын  атап  көрсеткен 
жөн.  Бұл  жағдайды  ақуыздар  басқа  өнімдердің,  әсіресе  өсімдік  ақуыздарын  қорытындылағандай 
құрылымдық өзгерулерге ұшырамайды. 
Ірі  қара  малдың  эндокринді  шикізатын  қосып  дайындалған  дүмбілдерді  сақталу  мерзімін 
ұзарту жөніндегі зерттеулер елімізде жүргізілмеген. 
ЭШ және өсімдік шикізатын сауықтандыру тағамдарында қолданудың келешегін тілге тиек 
еткенде  тағамдық  ферменттердің  әсеріне  шыдамдылығын  атап  көрсеткен  жөн.  Бұл  жағдайды 
ақуыздар  басқа  өнімдердің,  әсіресе  өсімдік  ақуыздары  қорытындылағандай  құрылымдық 
өзгерулерге ұшырамайды. 
Ресей  және  шет  елдер  ғылымдарының  физиология,  емдіктану,  тамақтану  гигиенасына 
қатысты мәселелерге арналған зерттеулерінде, күнделікті рационның сондай-ақ оған кіретін жеке 
тағамдардың  теңестірілуінінің  құрамына  көп  түрлi  азық-түлiк  кiрген  жағдайда  ғана  қамтамасыз 
етуге  болатыны  көрсетiлген  байланысты  коллориясы  төмен,  құрамын  әзiрлеу  барысында 
теңестiрiлген өнiмдердi, оның iшiнде құрама ет өнiмдерiн де шығарудың өзектiлiгi арта түседi. 
Сонымен қатар осы рецептурадағы қарақұмық ақуызының құрамында – крахмал, ақуыз, май, 
минералды  заттар,  сонымен  қатар  әр  түрлі  көмірсулар:  моносахаридтер  (глюкоза,  фруктоза, 
арабиноза, галактоза); дисахаридтер (сахароза, мальтоза, раффиноза); целлюлоза, гамицеллюлоза, 
пентозана,  ферменттер-амилаза,  протеаза,  липаза;  дәрумендер  –  В
1
,  В
2
,  В
3
,  В
6
,  РР,  Е  каротин 
(провитамин А) болады. 
 Қорыта айтқанда, осы диссертациялық еңбек Nа аскорбинаты және басқа компоненттермен 
бірге, отандық өсімдік шикізатын қолдану арқылы ірі қара малдың эндокринді шикізаттар қосып 
дайындалған  котлеттің  тағамдық,  биологиялық  құндылығы  жоғары,  сақтауға  төзімді  түрлерін 
өндіру принциптерін әзірлеуге арналады. 
Бiр  қатар  авторлар  құрастырудың  мақсатты  бағыты  –  басқа  құрам  бөліктерімен 
салыстырғанда  дайын  композицияның  биологиялық  құндылығын  арттыру  екендiгiн  атап 
көрсетедi. Бұл жағдайда жаңа жағымды қасиеттерiмен ерекшеленетiн өнiм алу қамтамасыз етiледi. 
 
 
Пайданылған әдебиеттер тізімі 
1 
 
Назарбаев  Н.А.  Жаңа  әлемдегі  жаңа  Қазақстан  //  Қазақстан  Республикасының  президентінің 
жолдауы. – 2006, ақпан - 28. 
2 
 
Алексахина  В.А.  Современные  тенденции  сбора  и  использования  крови  за  рубежом  //  ЦНИИТЭИ 
мясомолпром. - М., 1982. – 367 с.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
3 
 
Асатиани В.С. Химия крови. // Знания. - М., 1961. - 158 с. 
4 
 
Пожариская Л.С., Либерман С.Г., Горбатов В.М. Кровь убойных животных и ее переработка. - М.: 
Пищевая промышленность, 1971. - 45 с. 
 
 
 
 
 
 

 
 
160 
Рис
. 1  Функция значимости по времени 
УДК 621.9 
Темиртасов О.Т., Жакиянов Е.К.,Мансуров С.М. СГУ имени Шакарима, г.Семей, 
Манежанов Б.А. КазНТУ имени Сатпаева, г. Алматы 
 
ПРИМЕНЕНИЕ КРИТЕРИЯ РАУСА-ГУРВИЦА ПРИ ИМИТАЦИОННОМ 
МОДЕЛИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ  
ДЕТАЛЕЙ МАШИН 
 
Использование  критерия  Рауса-Гурвица  позволяет  установить  границы  устойчивого  и 
неустойчивого колебания динамического процесса. 
Раус-Гурвиц  критериін  қолдану  динамикалық  процестің  тұрақты  және  тұрақсыз 
тербелістердің шекараларын анықтауға мүмкіндік береді. 
Using  the  Routh-Hurwitz  criterion  allows  us  to  establish  the  boundaries  of  stable  and  unstable 
oscillations of a dynamic process. 
Обеспечение технологичности, экономичности и качества выпускаемой продукции всегда 
было  в  поле  зрения  машиностроителей.  Обработка  деталей  на  металлорежущих  станках  при 
определенных параметрах от силы трения вызывает фрикционные автоколебания, а нелинейность 
жесткости системы и частоты вращения асинхронного электродвигателя трехфазного переменного 
тока  от  крутящего  момента  является  источником  самовозбуждающегося  и  параметрического 
колебания,  что  подтверждена  исследованиями  многих  ученых  [1].  В  этой  связи  для 
аналитического  исследования  устойчивости  имитационной  математической  модели  системы  при 
обработке  деталей  применим  критерий  Рауса-Гурвица.  Для  этого  рассмотрим  математический 
подход к решению характеристических уравнений. 
Решение алгебрических уравнений вида: 
  
 
 
(1) 
является  основой  для  анализа  систем  дифференциальных  уравнении  устойчивости 
технологического процесса обработки детали на металлорежущих станках. 
Алгебрическое  уравнение  (1)  называется  действительным,  если  все  его  коэффициенты 
являются действительными числами [2]. 
Условия критерия Рауса-Гурвица. Для того чтобы все корни действительного уравнения 
(1) имели отрицательные части, необходимо и достаточно, чтобы выполнялись неравенства: 
   
   
(2) 
Следовательно,  для  систем  алгебраических  уравнении  коэффициенты  и  определители 
(детерминанты) должны быть больше нуля. 
Следствие  критерия Рауса-Гурвица.  Если  все  корни  действительного  уравнения  (1)  n-ой 
степени  имеют  отрицательную  действительную  часть,  то  это  верно  для  уравнения  (n-1)-ой 
степени. 
Данное положение математически записывается в следующем виде: 
 
 
 
(3) 
 
 
В  результате мы получили рекуррентную формулу для исследования отдельных элементов 
системы. 
Так например для характерического уравнения 
четвертого порядка: 
 
 
 
 
 
(4) 
Согласно  положению  (3)  система  должна  удовлетворять 
следующему условию:  
 
 
  (5)       
 
   
 
 
Из вышеприведенного (5) следует, что причиной автоколе-бании может являться не только 
не-линейная сила трения, но и взаимо-связь свойств самой системы, тем более если коэффициенты 
нелиней-ные. 
Для характерического уравнения второго порядка: 

 
 
161 
Рис.2 Изменение составляющей силы резания 
F
Z
 в зависимости от скорости резания при 
обработке стали 40, t=4 мм, S=0,49 мм/об; 1-
эксп. данные, 2-теор. кривая 
 
                                                      (6) 
имеет  итак  система  комплексные  корни,  так  как 
;  что  не  требует 
доказательства, если 
. 
При решении дифференциального уравнения любого порядка, соответствующего критерию 
Рауса-Гурвица,  его  первая  производная  (3),  так  называемая  функция  значимости  (веса),  по 
времени  дает  затухающее  свободное  колебание  для  определения  величину  логарифмического 
декремента. При этом отпадает надобность применеия прибора-релаксометра РКФ-МИС, так как 
данный прибор массово не выпускается. 
Если  учесть,  что  технологический  процесс  обработки  детали  нестационарный,  переходной  и 
многомерный,  то  плотность  распределения  в  момент  времени 
  и 
  описывается  следующей 
функцией [3] 
 
 
 
(7) 
Это  дает  возможность  привести  с  характерическое  уравнение  второго  порядка  к 
следующему виду: 
 
 
 
 
 
(8) 
Тогда  дифференциальное  уравнение  свободного  колебания  резца  при  первоначальном 
действии единичного импульса будет: 
 
 
 
 
 
(9) 
Преобразуем это уравнение к следующему виду: 
 или 
   
 
 
 
(10) 
где 
 – коэффициент передачи; 
 - постоянная времени 
 - логарифмический декремент затухания 
 
 
Решение уравнения (10) сводится к следующему виду: 
 
 
 
(11) 
при 
 ; 
;
 получим следующие значения  
 
коэффициентов: 
 
 
(12) 
Функция значимости выражается зависимостью: 
 
 
 
(13) 
Для токарного резца с размерами  
  (высота  державки),   
(ширина  державки)  и 
  (вылет 
резца) зависимость функции значимости (веса) по времени, полученная с помощью пьезодатчиков 
при приложении ударного импульса, показана на рис. 2. 
Период колебанй: 

 
 
162 
                                                      (14) 
Максимум  на  графике  функции  значимости  достигается  при 
,  то  есть  при  
 
Логарифм отношения первого максимума ко второму равен: 
 
 
 
(15) 
Экспериментальная  зависимость  функции  значимости  по  времени  показана  на  рис.  1.  Для 
получения графика по резцу наносится короткий удар, имитирующий импульс. Затем с помощью 
пъезодатчиков  наклееных  на  резец  или  закрепленного  датчика  ускорения  ДУ-100  записывается 
осциллограмма. Замеряем значение двух последовательных максимумов, откуда находим M:  
   
       
(16) 
Величина декремента определяется из выражения 
 
   
 
 
(17) 
Значение демпфирования будет: 
 
 
 
 
 
 
Использование  экспериментальных  данных  Зорева  Н.Н.  и  Леонова  С.Л.  [4,5]  с  резцами, 
оснащенными твердыми сплавами Т15К6 позволяет построить график зависимости силы резания 
F
z
  от  скорости  резания  (рис.  2).  Обработка  статистических  данных  дает  следующую 
теоретическую формулу: 
F
z
 = 11218v
4
 - 36548v
 3
 + 40197v
 2
 - 16635v + 5575,8                
(17) 
Изменение геометрии резца при переднем угле 
, угла в плане 
 и подаче 
, глубине 
резания 2…4 мм, скорости резания V=0…220 м/мин позволило получить аналитическую формулу 
нижеследующего вида [6]: 
                             
                       
(18)        
 
 
 
 
 
 
 
 
Следует отметить, в данном многофакторном выражении не учтены физико-механические 
характеристики обрабатываемого материала, а также тепло-физические процессы при резании на 
токарном станке. Это дает основание в дальнейшем для уточнения данной зависимости (18). 

жүктеу/скачать 6,5 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: