ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Введение. К проблемам, которые преимущественно появляются при проведении гальванических процессов, относится проблема выбора типа защитных покрытий среди множества вариантов, а также оборудования из многих всевозможных видов, выпускаемых промышленностью, на этапе конструирования гальванических систем, в частности установки гальванического покрытия мелких деталей в насыпном виде. Цель работы. Повышение экономической эффективности установки гальванического покрытия мелких деталей в насыпном виде. Методы исследования. Конструкторское решение по созданию электронной модели (цифрового двойника) устройства на первом этапе и затем ее физического прототипа базировалось на применении методов системного анализа, математического моделирования и планирования эксперимента. Авторами на основе созданной с использованием графических редакторов электронной модели установки изготовлен ее физический прототип. На этапе конструкторской разработки авторы обосновали параметры пневматического устройства подъема погружного барабана, оптимальное время подъема которого обеспечивается следующими основными параметрами: ход штока поршня – 409…410 мм; требуемое усилие для подъема барабана с деталями – 1,80…1,90 кН; давление в системе компрессора, подаваемое на пневмоцилиндр, – 5,30…5,40 бар. Эти значения определены в результате эксперимента с применением ортогонального центрального композиционного плана факторного эксперимента физического прототипа установки. Результаты и обсуждение. Предложенное конструкторское решение отличается от других механизмов поднятия барабана тем, что исключает ручное воздействие на механизм подъема и противовес. Механизм поднятия вынесен за пределы установки; основные элементы устройства изготовлены отдельными узлами и скрепляются в единую конструкцию пневматического устройства подъема барабана через болтовые соединения. Результаты итоговых испытаний физического прототипа установки гальванического покрытия мелких деталей в насыпном виде с использованием пневматического устройства подъема погружного барабана показали его высокую экономическую эффективность.

1. Винокуров Е.Г., Бурухина Т.Ф., Гусева Т.В. Гальваническое производство в России: оценочный подход, задачи повышения ресурсной и экологической эффективности // Технология металлов. – 2020. – № 7. – С. 2–6. – DOI: 10.31044/1684-2499-2020-0-7-2-6. – EDN KBVUJD.

2/ Improving the uniformity of the coating thickness distribution during electroplating treatment of products using multi anode baths / D.S. Solovjev, I.A. Solovjeva, V.V. Konkina, Y.V. Litovka // Materials Today: Proceedings. – 2019. – Vol. 19 (5). – P. 1895–1898. – DOI: 10.1016/J.MATPR.2019.07.036.

3. Дли М.И., Стоянова О.В. Способы представления экспертных данных в системах поддержки принятия решений по управлению сложными проектами // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. – 2016. – № 7. – С. 21–28. – EDN WINYQB.

4/ Wen Z., Liao H., Zavadskas E.K. MACONT: Mixed aggregation by comprehensive normalization technique for multi-criteria analysis // Informatica. – 2020. – Vol. 31 (4). – P. 857–880. – DOI: 10.15388/20-INFOR417.

5. Sharma D, Chaudhari P.K, Prajapati A.K. Removal of chromium (VI) and lead from electroplating effluent using electrocoagulation // Separation Science and Technology. – 2020. – Vol. 55 (2). – P. 321–331. – DOI: 10.1080/01496395.2018.1563157.

6. Portela D.G., Porto M.B., de Almeida Neto A.F. Parameters variation on Ni–Co–W coating electroplating to evaluate improvements in morphology and corrosion resistance // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. – 2019. – Vol. 41 (12). – P. 574. – DOI: 10.1007/s40430-019-2081-4.

7. Nanoporous CaCO₃ coatings enabled uniform Zn stripping/plating for long-life zinc rechargeable aqueous batteries / L. Kang, M. Cui, F. Jiang, Y. Gao, H. Luo, J. Liu, W. Liang, C. Zhi // Advanced Energy Materials. – 2018. – Vol. 8 (25). – P. 1801090. – DOI: 10.1002/aenm.201801090.

8. Nemtinov V.A, Bolshakov N.A., Nemtinova Yu.V. Automation of the early stages of plating lines design // MATEC Web of Conferences. – 2017. – Vol. 129. – P. 01012. – DOI: 10.1051/matecconf/201712901012.

9. Borisenko A.B., Karpushkin S.V. Hierarchy of processing equipment configuration design problems for multiproduct chemical plants // Journal of Computer and Systems Sciences International. – 2014. – Vol. 53 (3). – P. 410–419. – DOI: 10.1134/S1064230714030046.

10. Немтинов В.А., Родина А.А., Немтинова Ю.В. Разработка электронной модели гальванической системы // Вестник Тамбовского государственного технического университета. – 2019. – Т. 25, № 4 – С. 567–579. – DOI: 10.17277/vestnik.2019.04.pp.567-579. – EDN DZLXLZ.

11. Караваев В.И., Коробова И.Л., Литовка Ю.В. Расчет наиболее равномерного гальванического покрытия с учетом изменения концентрации компонентов электролита // Журнал прикладной химии. – 2006. – Т. 79, № 11. – С. 1840–1843. – EDN HVTFIT.

12. Moradian M., Modanloo V., Aghaiee S. Comparative analysis of multi criteria decision making techniques for material selection of brake booster valve body // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). – 2018. – Vol. 6 (5). – P. 526–534. – DOI: 10.1016/j.jtte.2018.02.001.

13. Повышение производительности процесса химического никелирования / В.Д. Скопинцев, А.В. Моргунов, Е.Г. Винокуров, Х.А. Невмятуллина // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2016. – № 3. – С. 26–31. – DOI: 10.47188/0869-5326_2016_24_3_26. – EDN WHUAZF.

14. Selecting a single result from an aggregate of contradictory alternatives with use of multiset theory / Yu.V. Litovka, V.A. Nesterov, D.S. Solovyov, I.A. Solovyova, K.I. Sypalo. // Journal of Computer and Systems Sciences International. – 2020. – Vol. 58. – P. 915–921. – DOI: 10.1134/S1064230719060121.

15. Патент № 2815692 C1 Российская Федерация, МПК C25D 17/18. Колокольная ванна для нанесения гальванических покрытий на детали: № 2023118587: заявл. 13.07.2023: опубл. 20.03.2024 / М.В. Терехов, Н.М. Нечепуренко.

16. А. с. № 1305201 СССР, МПК C25D 17/20. Устройство для нанесения гальванических покрытий на мелкие детали: № 4010076: заявл. 10.12.1985: опубл. 23.04.1987 / Б.В. Антонов, Н.А. Беззубиков, А.С. Буданцев, Ю.А. Окулов.

17. Соловьев Д.С. Методология поддержки принятия решений при интеллектуальном управлении технологическими системами производства гальванических покрытий // Вестник Тамбовского государственного технического университета. – 2024. – Т. 30, № 4. – С. 538–546. – DOI: 10.17277/vestnik.2024.04.pp.538-546. – EDN CKKVYP.

18. Solovjev D.S., Solovjeva I.A., Konkina V.V. Software development for the optimal parts location in the bath space with the purpose to reduce the non-uniformity of the coating thickness // Proceedings of the 6th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2020). Vol. 2. – Cham: Springer, 2021. – P. 85–93. – DOI: 10.1007/978-3-030-54817-9_10.

19. Solovjeva I.A., Solovjev D.S., Litovka Y.V. Solving the inverse problem of recovering the 3D surface of a detail according to its 2D projections in the modelling of electroplating processes // Materials Science Forum. – 2021. – Vol. 1037. – P. 581–588. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1037.581.

20. Analysis of decision-making options in complex technical system design / V. Nemtinov, A. Zazulya, V. Kapustin, Y. Nemtinova // Journal of Physics: Conference Series. – 2018. – Vol. 1278. – P. 012018. – DOI: 10.1088/1742-6596/1278/1/012018.

21. Intelligent decision support system for selection of internal devices for installation of electroplating / M.A. Matrokhin, V.A. Nemtinov, Y.V. Protasova, P.K. Praveen, V.V. Morozov // Lecture Notes in Electrical Engineering. – 2025. – Vol. 1246. – P. 399–410. – DOI: 10.1007/978-981-97-6710-6_31.

22. Analysis of design solutions for galvanizing of small parts of ferrous metals in bulk / V. Nemtinov, M. Matrokhin, Y. Nemtinova, A. Krylov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 971 (2). – P. 022013. – DOI: 10.1088/1757-899X/971/2/022013.

23. Leung R.W.K., Lau H.C.W., Kwong C.K. An intelligent system to monitor the chemical concentration of electroplating process: An integrated OLAP and fuzzy logic approach // Artificial Intelligence Review. – 2004. – Vol. 21 (2). – P. 139–159.

24. Rao R.V., Patel B.K. A subjective and objective integrated multiple attribute decision making method for material selection // Materials & Design. – 2010. – Vol. 31 (10). – P. 4738–4747. – DOI: 10.1016/j.matdes.2010.05.014.

25. Патент № 238759 U1 Российская Федерация, МПК C25D 17/00 (2006.01). Пневматическое устройство подъема погружного гальванического барабана, входящее в состав установки покрытия мелких деталей в насыпном виде: № 2025119617: заявл. 16.07.2025: опубл. 11.11.2025, Бюл. № 32 / М.А. Матрохин, В.А. Немтинов.