vrgupВестник Ростовского государственного университета путей сообщенияVestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya0201-727XРостовский государственный университет путей сообщения10.46973/0201-727X_2026_1_176vrgup-205Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGПовышение эффективности технологического процесса упрочнения несущих конструкций транспортных машинImproving the efficiency of the hardening process of load-bearing structures of transport machinesИсаевА. Г.IsaevA. G.

Исаев Александр Геннадьевич, кафедра «Робототехника и мехатроника», кандидат технических наук, доцент

Isaev Alexander Gennadievich, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor

isaev278@mail.ruБивзюкЭ. В.BivzyukE. V.

Бивзюк Эмиль Витальевич, кафедры «Робототехника и мехатроника», преподаватель кафедры

Bivzyuk Emil Vitalievich, Chair “Robotics and Mechatronics”, Lecturer of the Chair

aemiliuslibertus@yandex.ruЧукаринаИ. М.ChukarinaI. M.

Чукарина Ирина Михайловна, кафедра «Технология машиностроения», кандидат технических наук, доцентия», кандидат технических наук, доцент

Chukarina Irina Mikhailovna, Chair “Mechanical Engineering Technology”, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor

chukarinaim@mail.ruДонской государственный технический университет (ДГТУ)Don State Technical University (DSTU), Chair “Robotics and Mechatronics”Донской государственный технический университет (ДГТУ)Don State Technical University (DSTUДонской государственный технический университет (ДГТУ)Don State Technical University (DSTU)20263003202601176181Copyright © Исаев А.Г., Бивзюк Э.В., Чукарина И.М., 20262026Исаев А.Г., Бивзюк Э.В., Чукарина И.М.Isaev A.G., Bivzyuk E.V., Chukarina I.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.rgups.ru/jour/article/view/205

Рассматривается проблема повышения эффективности технологического процесса упрочнения сварных стержневых конструкций транспортных машин. Актуальность исследования обусловлена необходимостью улучшения качества и надежности несущих конструкций при одновременном обеспечении безопасных условий труда. В работе описана роботизированная система, позволяющая повысить эффективность технологического процесса упрочнения сварных стержневых конструкций транспортных машин. Предложена структура роботизированного технологического комплекса, включающая устройство фиксации и поворота упрочняемой детали, исполнительный модуль с шарико-стержневым упрочнителем и систему управления технологическими параметрами. Разработаны алгоритмы формирования траектории движения инструмента и выбора режимов обработки, обеспечивающие заданные параметры качества. Практическая значимость работы подтверждается результатами внедрения: автоматизированная система обеспечивает повышение усталостной долговечности конструкций на 40–50 % по сравнению с ручной обработкой. Значительно улучшаются условия труда, снижается уровень вибрации, полностью исключаются ручные операции в зоне обработки.

The article examines the problem of improving the efficiency of the hardening process for welded rod structures of transport machines. The relevance of this research lies in the need to improve the quality and reliability of load-bearing structures while simultaneously ensuring safe working conditions. This paper describes a robotic system that can improve the efficiency of the hardening process for welded rod structures of transport machines. The proposed robotic system includes a device for clamping and rotating the workpiece to be hardened, an actuator module with a ball-and-rod hardener, and a process parameter control system. Algorithms for generating tool paths and selecting machining modes that ensure specified quality parameters have been developed. The practical significance of this work is confirmed by the implementation results: the automated system increases the fatigue life of structures by 40–50% compared to manual processing. Working conditions are significantly improved, vibration levels are reduced, and manual operations in the processing area are completely eliminated.

шарико-стержневой упрочнительсварное соединениероботизированный технологический комплексball-and-rod hardenerwelded jointrobotic process systemReferencesТамаркин, M. A. Обеспечение акустической безопасности при обработке плоских деталей шарико-стержневым упрочнителем / М. А. Тамаркин, Э. Э. Тищенко, А. Г. Исаев // Вестник Брянского государственного технического университета. – 2018. – № 2 (63). – С. 12–19. – DOI 10.12737/article_5ac49dc30826b3.63726809.Tamarkin, M. A. Ensuring acoustic safety when processing flat parts with a ball-rod hardener / M. A. Tamarkin, E. E. Tishchenko, A. G. Isaev // Bulletin of Bryansk State Technical University. – 2018. – No. 2 (63). – P. 12–19. DOI10.12737/article_5ac49dc30826b3.63726809.Тамаркин, М. А. Обеспечение акустической безопасности технологического процесса обработки шарико-стержневым упрочнителем плоских деталей при достижении заданных параметров поверхностного слоя / М. А. Тамаркин, А. Н. Чукарин, А. Г. Исаев // Науковедение. – 2016. – № 6. – С. 28. – ISSN 2223-5167.Tamarkin, M. A. Ensuring the acoustic safety of the technological process of processing flat parts with a ball-rod hardener when achieving the specified parameters of the surface layer / M. A. Tamarkin, A. N. Chukarin, A. G. Isaev // Naukovedenie. – 2016. – No. 6. – P. 28. – ISSN 2223-5167.Исаев, А. Г. Обеспечение акустической безопасности при шарико-стержневом упрочнении с учетом достижения заданных параметров качества поверхностного слоя (на примере плоских деталей) : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук : 05.26.01, 05.02.08 / Исаев Александр Геннадьевич. – Ростов-на-Дону, 2017. – 129 с.Isaev, A. G. Ensuring acoustic safety during ball-and-rod hardening, taking into account the achievement of the specified quality parameters of the surface layer (for example, flat parts) : dissertation for the degree of candidate of technical sciences : 05.26.01, 05.02.08 / Isaev Alexander Gennadievich. – Rostov-on-Don, 2017. – 129 с.Robotic hammer peening-induced martensite in austenitic steels: Spatial distributions of plastic deformation and phase transformation / H. Liu, Ch. K. Ivan Tan, Yu. Wei [et al.] // Procedia CIRP. – 2020. – Vol. 87. – P. 297–301. – DOI 10.1016/j.procir.2020.02.033.Robotic hammer peening-induced martensite in austenitic steels: Spatial distributions of plastic deformation and phase transformation / H. Liu, Ch. K. Ivan Tan, Yu. Wei [et al.] // Procedia CIRP. – 2020. – Vol. 87. – P. 297–301. – DOI 10.1016/j.procir.2020.02.033.Laser-cladding and robotic hammer peening of stainless steel 431 on low alloy steel 4140 for surface enhancement and corrosion protections / H. Liu, Ch. K. I. Tan, X. Dong [et al.] // Journal of Adhesion Science and Technology. – 2022. – Vol. 36, No. 21. – P. 2313–2327. – DOI 10.1080/01694243.2021.2011657. Vol. 36, No. 21. – P. 2313–2327. – DOI 10.1080/01694243.2021. 2011657.Laser-cladding and robotic hammer peening of stainless steel 431 on low alloy steel 4140 for surface enhancement and corrosion protections / H. Liu, Ch. K. I. Tan, X. Dong [et al.] // Journal of Adhesion Science and Technology. – 2022. – Vol. 36, No. 21. – P. 2313–2327. – DOI 10.1080/01694243.2021.2011657. Vol. 36, No. 21. – P. 2313–2327. – DOI 10.1080/01694243.2021. 2011657.Review on robot-assisted polishing : Status and future trends / X. Ke, Y. Yu, K. Li [et al.] // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. – 2023. – Vol. 80. – P. 102482. – DOI 10.1016/j.rcim.2022. 102482.Review on robot-assisted polishing : Status and future trends / X. Ke, Y. Yu, K. Li [et al.] // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. – 2023. – Vol. 80. – P. 102482. – DOI 10.1016/j.rcim.2022. 102482.A review of surface quality control technology for robotic abrasive belt grinding of aero-engine blades / B. Zhang, Sh. Wu, D. Wang [et al.] // Measurement. – 2023. – Vol. 220. – P. 113381. – DOI 10.1016/j.measurement.2023.113381.A review of surface quality control technology for robotic abrasive belt grinding of aero-engine blades / B. Zhang, Sh. Wu, D. Wang [et al.] // Measurement. – 2023. – Vol. 220. – P. 113381. – DOI 10.1016/j.measurement.2023.113381.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.