Технічні науки
http://ir.stu.cn.ua/123456789/5963
2024-03-28T15:07:12ZПідвищення точності шпиндельних вузлів на регульованих гідростатичних опорах
http://ir.stu.cn.ua/123456789/29450
Підвищення точності шпиндельних вузлів на регульованих гідростатичних опорах
Сапон, С. П.
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення точності обертання шпинделя на основі розробки нових конструкцій шпиндельних гідростатичних опор регульованого типу та встановлення їх раціональних конструктивних та експлуатаційних параметрів. Для досягнення поставленої мети розв’язувалися наступні задачі: - аналіз методів і засобів підвищення точності ШВ з ГСО; - розробка математичної моделі , що враховує вплив конструктивних параметрів, похибок форми, температурних деформацій опорних поверхон ь підшипника, випадковий характер експлуатаційних параметрів ГСО та технологічних навантажень на точність траєкторії руху шпинделя на ГСО - встановлення закономірностей формування геометричної точності верстата за показником точності траєкторій переміщення шпинделя на ГСО залежно від технологічних навантажень, експлуатаційних параметрів ГСО, похибок форми та температурних деформацій опорних поверхонь ГСО; - експериментальні дослідження закономірностей формування точності верстата за показником точності форми з разків виробів залежно від експлуатаційних параметрів шпиндельних ГСО та технологічних навантажень; - встановлення взаємозв’язку статистичних характеристик траєкторій руху шпинделя та контурів оброблених поверхонь зразків виробів; - розробка методики та практи чних рекомендацій з використання раціональних експлуатаційних та конструктивних параметрів ГСО регульованого типу на прецизійних верстатах токарної групи; - розробка спеціальних конструкцій регульованих гідростатичних опор, які забезпечують підвищення точнос ті та швидкохідності ШВ - розробка технологічних засобів підвищення точності регульованих гідростатичних підшипників з пружними елементами корпусу Об’єкт дослідження - процес формування точності шпиндельного вузла з ГСО під дією змінного навантаження в технологічній системі. Предмет дослідження - показники точності шпиндельного вузла з ГСО регульованого типу. Методи дослідження. Методи теорії ймовірностей, диференційного числення, спектрального аналізу використовувались для дослідження показників точності ШВ; фундаментальні положення гідродинамічної теорії мащення, метод планування експерименту, статистичні методи, методи гармонічного та спектрального аналізу застосовувалися для аналізу впливу експлуатаційних параметрів ГСО та технологічних навантажень на показники точності ШВ; експериментальні методи досліджень, на основі яких встановлювалася адекватність розроблених математичних моделей; метод морфологічного аналізу для пошуку нових технічних рішень при розробці нових конструкцій шпиндельних ГСО регульованого типу. Наукова новизна одержаних результатів: - набув подальшого розвитку програмний метод дослідження металорізальних верстатів в частині оцінки точності ШВ шляхом встановлення взаємозв’язку статистичних характеристик траєкторій руху шпинделя та геометричних відхилень форми оброблених поверхонь зразків-виробів; - вперше розроблена математична модель траєкторій руху шпинделя на ГСО, що дозволяє підвищити точність визначення положення шпинделя шляхом одночасного врахування впливу конструктивних параметрів, геометричних відхилень форми, температурних деформацій спряжених поверхонь підшипника, випадкових і детермінованих технологічних навантажень та експлуатаційних параметрів ГСО; встановлено закономірності формування геометричної точності токарного верстата з регульованими ГСО шпинделя за показниками точності траєкторій переміщення шпинделя та точністю геометричної форми зразків-виробів залежно від тиску, температури мастила в шпиндельних ГСО, режимів різання, статичного дисбалансу обертових елементів ШВ; - отримала подальшого розвитку залежність для опису функції радіального зазору в ГСО, в якій одночасно з похибками форми враховано температурні зміщення опорних поверхонь підшипника. Практичне значення одержаних результатів: - з метою підвищення показників точності обробки на токарних верстатах розроблено алгоритм, методику та програмне забезпечення для вибору раціональних експлуатаційних та конструктивних параметрів регульованих ГСО шпинделя, які можуть бути використані при проектуванні широкої номенклатури технологічних машин з опорними гідростатичними вузлами; - запропоновано практичні рекомендації з вибору раціональних режимів різання та експлуатаційних параметрів шпиндельних ГСО при чистовій токарній обробці конструктивно неврівноважених заготовок; - розроблені новітні схемні рішення конструкцій регульованих ГСО, що дозволяють підвищити точність та швидкохідність шпиндельного вузла шляхом забезпечення стабільної величини товщини мастильного шару між спряженими опорними поверхнями та зниження втрат потужності на в’язке тертя і нагнітання рідини; - запропоновано технологічні засоби підвищення точності виконавчих поверхонь регульованих ГСО, які забезпечують зниження впливу технологічної спадковості на величину радіального зазору між спряженими поверхнями підшипника. Результати наукових досліджень у вигляді нових конструкцій, методик проектного розрахунку регульованих ГСО впроваджено у виробництво на ТОВ «Екоспецпостач», ТОВ „Український кардан” (м. Чернігів), та навчальний процес Чернігівського національного технологічного університету. Особистий внесок здобувача. Всі основні положення та наукові Всі основні положення та наукові результати, які виносяться на захист дисертаційної роботи отримані результати, які виносяться на захист дисертаційної роботи отримані здобувачем самостійно. Постаздобувачем самостійно. Постановка мети, задач дослідження, відпрацювання новка мети, задач дослідження, відпрацювання структури роботи виконані разом з науковим керівником. Конструкції ГСО структури роботи виконані разом з науковим керівником. Конструкції ГСО розроблені та деякі результати експериментальних досліджень отримані розроблені та деякі результати експериментальних досліджень отримані спільно з науковим керівником та співавторами публікацій.спільно з науковим керівником та співавторами публікацій. Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідалися та обговорювалися на наступних науково-технічних конференціях: „Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем” (м. Чернігів, 2011 р., 2012 р., 2013р.); «Промислова гідравліка і пневматика” (м. Донецьк, 2011 р., м. Чернігів, 2012 р., м. Одеса, 2013 р.); „Прогресивні напрямки розвитку технологічних комплексів” (м. Луцьк, 2012 р.), „Гідроаеромеханіка в інженерній практиці” (м. Черкаси, 2012 р., м. Київ, 2013 р.); „Прогресивна техніка, технологія та інженерна освіта» (м. Севастополь, 2013 р.).
Сапон, С. П. Підвищення точності шпиндельних вузлів на регульованих гідростатичних опорах : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.03.01 / С. П. Сапон. - Чернігів, 2014. - 30 с.
2014-01-01T00:00:00ZПідвищення точності шпиндельних вузлів на регульованих гідростатичних опорах
http://ir.stu.cn.ua/123456789/29449
Підвищення точності шпиндельних вузлів на регульованих гідростатичних опорах
Сапон, С. П.
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення точності обертання шпинделя на основі розробки нових конструкцій шпиндельних гідростатичних опор регульованого типу та встановлення їх раціональних конструктивних та експлуатаційних параметрів. Для досягнення поставленої мети розв’язувалися наступні задачі: - аналіз методів і засобів підвищення точності ШВ з ГСО; - розробка математичної моделі , що враховує вплив конструктивних параметрів, похибок форми, температурних деформацій опорних поверхон ь підшипника, випадковий характер експлуатаційних параметрів ГСО та технологічних навантажень на точність траєкторії руху шпинделя на ГСО - встановлення закономірностей формування геометричної точності верстата за показником точності траєкторій переміщення шпинделя на ГСО залежно від технологічних навантажень, експлуатаційних параметрів ГСО, похибок форми та температурних деформацій опорних поверхонь ГСО; - експериментальні дослідження закономірностей формування точності верстата за показником точності форми з разків виробів залежно від експлуатаційних параметрів шпиндельних ГСО та технологічних навантажень; - встановлення взаємозв’язку статистичних характеристик траєкторій руху шпинделя та контурів оброблених поверхонь зразків виробів; - розробка методики та практи чних рекомендацій з використання раціональних експлуатаційних та конструктивних параметрів ГСО регульованого типу на прецизійних верстатах токарної групи; - розробка спеціальних конструкцій регульованих гідростатичних опор, які забезпечують підвищення точнос ті та швидкохідності ШВ - розробка технологічних засобів підвищення точності регульованих гідростатичних підшипників з пружними елементами корпусу Об’єкт дослідження - процес формування точності шпиндельного вузла з ГСО під дією змінного навантаження в технологічній системі. Предмет дослідження - показники точності шпиндельного вузла з ГСО регульованого типу. Методи дослідження. Методи теорії ймовірностей, диференційного числення, спектрального аналізу використовувались для дослідження показників точності ШВ; фундаментальні положення гідродинамічної теорії мащення, метод планування експерименту, статистичні методи, методи гармонічного та спектрального аналізу застосовувалися для аналізу впливу експлуатаційних параметрів ГСО та технологічних навантажень на показники точності ШВ; експериментальні методи досліджень, на основі яких встановлювалася адекватність розроблених математичних моделей; метод морфологічного аналізу для пошуку нових технічних рішень при розробці нових конструкцій шпиндельних ГСО регульованого типу. Наукова новизна одержаних результатів: - набув подальшого розвитку програмний метод дослідження металорізальних верстатів в частині оцінки точності ШВ шляхом встановлення взаємозв’язку статистичних характеристик траєкторій руху шпинделя та геометричних відхилень форми оброблених поверхонь зразків-виробів; - вперше розроблена математична модель траєкторій руху шпинделя на ГСО, що дозволяє підвищити точність визначення положення шпинделя шляхом одночасного врахування впливу конструктивних параметрів, геометричних відхилень форми, температурних деформацій спряжених поверхонь підшипника, випадкових і детермінованих технологічних навантажень та експлуатаційних параметрів ГСО; - встановлено закономірності формування геометричної точності токарного верстата з регульованими ГСО шпинделя за показниками точності траєкторій переміщення шпинделя та точністю геометричної форми зразків-виробів залежно від тиску, температури мастила в шпиндельних ГСО, режимів різання, статичного дисбалансу обертових елементів ШВ; - отримала подальшого розвитку залежність для опису функції радіального зазору в ГСО, в якій одночасно з похибками форми враховано температурні зміщення опорних поверхонь підшипника. Практичне значення одержаних результатів: - з метою підвищення показників точності обробки на токарних верстатах розроблено алгоритм, методику та програмне забезпечення для вибору раціональних експлуатаційних та конструктивних параметрів регульованих ГСО шпинделя, які можуть бути використані при проектуванні широкої номенклатури технологічних машин з опорними гідростатичними вузлами; - запропоновано практичні рекомендації з вибору раціональних режимів різання та експлуатаційних параметрів шпиндельних ГСО при чистовій токарній обробці конструктивно неврівноважених заготовок; - розроблені новітні схемні рішення конструкцій регульованих ГСО, що дозволяють підвищити точність та швидкохідність шпиндельного вузла шляхом забезпечення стабільної величини товщини мастильного шару між спряженими опорними поверхнями та зниження втрат потужності на в’язке тертя і нагнітання рідини; - запропоновано технологічні засоби підвищення точності виконавчих поверхонь регульованих ГСО, які забезпечують зниження впливу технологічної спадковості на величину радіального зазору між спряженими поверхнями підшипника. Результати наукових досліджень у вигляді нових конструкцій, методик проектного розрахунку регульованих ГСО впроваджено у виробництво на ТОВ «Екоспецпостач», ТОВ „Український кардан” (м. Чернігів), та навчальний процес Чернігівського національного технологічного університету. Особистий внесок здобувача. Всі основні положення та наукові Всі основні положення та наукові результати, які виносяться на захист дисертаційної роботи отримані результати, які виносяться на захист дисертаційної роботи отримані здобувачем самостійно. Постаздобувачем самостійно. Постановка мети, задач дослідження, відпрацювання новка мети, задач дослідження, відпрацювання структури роботи виконані разом з науковим керівником. Конструкції ГСО структури роботи виконані разом з науковим керівником. Конструкції ГСО розроблені та деякі результати експериментальних досліджень отримані розроблені та деякі результати експериментальних досліджень отримані спільно з науковим керівником та співавторами публікацій.спільно з науковим керівником та співавторами публікацій. Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідалися та обговорювалися на наступних науково-технічних конференціях: „Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем” (м. Чернігів, 2011 р., 2012 р., 2013р.); «Промислова гідравліка і пневматика” (м. Донецьк, 2011 р., м. Чернігів, 2012 р., м. Одеса, 2013 р.); „Прогресивні напрямки розвитку технологічних комплексів” (м. Луцьк, 2012 р.), „Гідроаеромеханіка в інженерній практиці” (м. Черкаси, 2012 р., м. Київ, 2013 р.); „Прогресивна техніка, технологія та інженерна освіта» (м. Севастополь, 2013 р.).
Сапон, С. П. Підвищення точності шпиндельних вузлів на регульованих гідростатичних опорах : дис. ... канд. техн. наук : 05.03.01 / С. П. Сапон. - Чернігів, 2014. - 257 с.
2014-01-01T00:00:00ZІнвертор з широким діапазоном регулювання вхідної напруги та покращеними масогабартними параметрами
http://ir.stu.cn.ua/123456789/28731
Інвертор з широким діапазоном регулювання вхідної напруги та покращеними масогабартними параметрами
Фесенко, А. П.
Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливого та актуального наукового завдання – оптимізації масогабаритних параметрів перетворювача у складі систем електричного живлення на основі фотоелектричних перетворювачів (ФЕП), а саме імпульсного інвертора у складі автономних стаціонарних систем живлення шляхом огляду, аналізу, порівняння, розрахунків, обґрунтування вибору та впровадження комплексу науково-практичних технічних і програмних методів та засобів.
Частка джерел відновлюваної енергетики в загальносвітовій генерації зростає протягом останніх десятиліть. Системи на основі фотоелектричних перетворювачів (ФЕП) забезпечують відносно невисокий відсоток навіть серед інших джерел «зеленої» енергетики. Проте саме сонячна генерація демонструє сталий та динамічний ріст протягом останніх десятиліть. Такі системи наділені рядом суттєвих переваг, таких як: можливість розміщення будь-де без прив’язки до географічних умов, відсутність шкідливих викидів в процесі генерації енергії, відсутність рухомих частин, можливість монтажу на будь-які тверді горизонтальні чи нахилені поверхні, включаючи дахи житлових будинків, можливість роботи як на централізовану електромережу, так і в автономному режимі.
Одним із ключових елементів системи сонячної енергетики окрім власне ФЕП є напівпровідниковий перетворювач, що забезпечує перетворення енергії постійного струму в звичний для побутових приладів змінний струм. Особливістю
роботи перетворювача з ФЕП в якості джерела напруги є коливання вхідної напруги в широкому діапазоні при зміни зовнішніх умов. Вартість, габаритні розміри, маса, металоємність таких перетворювачів пропорційні їх максимальній потужності.
В ході аналізу наявних комерційних рішень було визначено, що висока вартість та значні масогабаритні параметри подібних перетворювачів спричинені значною металоємністю пасивних елементів, стримують більш широке впровадження подібних систем.
Найбільш металоємними компонентами перетворювача є котушки індуктивності та радіатори. Їх розміри та маса пропорційні енергії, що протікає чи розсіюється даними елементами. В результаті аналізу було виявлено ряд підходів до зменшення масогабаритних параметрів котушок індуктивності шляхом зменшення енергії, що припадає на одну котушку. Серед таких способів найбільш перспективним було визначено зменшення струму через котушку індуктивності імпульсної частини перетворювача шляхом паралельного включення декількох ланок імпульсної частини. Сигнали керування транзисторами імпульсної ланки містять фазові зсуви, що забезпечує не одночасне відкриття ключів в паралельних ланках.
За результатами порівняльного аналізу та математичного моделювання ряду рішень було обрано як найбільш перспективну комбіновану топологію з високочастотною імпульсною частиною та низькочастотним ланцюжком розгортки. Функціонально запропонована імпульсна частина генерує струм що за формою відповідає модулю синусоїди, а ланцюжок розгортки забезпечує зміну знаку вихідної напруги. При цьому активні компоненти імпульсної частини працюють з високою частотою комутацію в десятки кілогерц, а ключі ланцюжка розгортки комутуються з частотою мережевої напруги. Такий розподіл дозволив оптимізувати параметри транзисторів відповідно до умов роботи в кожній з ланок, виходячи з очікуваного розподілу статичних та динамічних втрат, а також зменшити вартість компонентів ланцюжка розгортки.
Через фізичні особливості функціонування ФЕП як джерела напруги, виникає необхідність гнучкого керування режимом роботи перетворювача за умов динамічної зміни освітленості та часткового затінення. Сучасні системи керування передбачають алгоритми слідкування за точкою максимальної потужності (СТМП) ФЕП. Такі алгоритми дозволяють оптимізувати відбір потужності з сонячної панелі за умови часткового затінення шляхом підлаштування навантаження. Було запропоновано модифікований алгоритм слідкування за точкою глобального максимуму потужності (ГСТМП) що дозволяє підвищити до трьох разів швидкодію системи. Підвищення швидкодії дозволяє мінімізувати втрати енергії під час пере налаштування оптимальної робочої точки системи.
Було запропоновано замкнену систему керування перетворювачем з трирівневою широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Система керування (СК) реалізує постійний моніторинг струму та напруги ФЕП та вихідного струму перетворювача що дозволяє ефективно підтримувати форму вихідного струму та напруги в широкому діапазоні зміни вхідної напруги. СК формує декілька груп сигналів керування для різних частин перетворювача: високочастотні ШІМ-сигнали з фазовими зсувами для керування паралельними ланками імпульсної частини та низькочастотні сигнали для керування ключами ланцюжка розгортки.
Для порівняльного аналізу ефективності обраного підходу з чергуванням фаз та ланцюжком розгортки було розроблено математичну модель втрат в напівпровідникових елементах. Дана модель дозволяє оцінювати статичні та динамічні втрати в транзисторах з врахуванням кількості паралельних модулів, параметрів ключів, потужності перетворювача, вхідної напруги. Виходячи з отриманих за результатами математичного моделювання даних, оптимальним є застосування двох паралельних модулів. За умови застосування трьох модулів ККД та енергія в котушках індуктивності не зазнають суттєвих змін, за умови ускладнення системи керування та збільшення розмірів друкованої плати перетворювача.
За результатами аналітичного огляду, математичного та імітаційного моделювання для подальшої практичної реалізації та натурних експериментів було обрано топологію з двома паралельними ланцюжками імпульсної ланки та ланцюжком розгортки. Розроблено та реалізовано експериментальний макет перетворювача потужністю 1 кВт що дозволяє оцінити ефективність запропонованої топології в діапазоні потужності від 160 Вт до 1 кВт.
Максимальна експериментально досягнута ефективність в режимі підвищення напруги складає понад 96% при потужності понад 450 Вт, в режимі зниження напруги понад 97% за потужності понад 650 Вт. Експериментально отримані результати повністю підтверджують теоретично очікувані та отримані за результатами математичного моделювання.
Отримані в ході дослідження дані свідчать про ефективність запропонованої топології. Розроблена математична модель є універсальним інструментом оцінки ефективності обраного підходу для перетворювачів даного класу та сфери застосування, що відкриває шлях для подальших досліджень та модифікації інверторів з широким діапазоном регулювання вхідної потужності та оптимізованими масогабаритними параметрами.
Фесенко, А. П. Інвертор з широким діапазоном регулювання вхідної напруги та покращеними масогабартними параметрами : дис. ... д-ра філософії : 141 / А. П. Фесенко. - Чернігів, 2023. - 154 с.
2023-01-01T00:00:00ZПідвищення ефективності шліфування циліндричних поверхонь орієнтованим кругом заправленим з різними подачами на робочій та калібрувальній ділянках
http://ir.stu.cn.ua/123456789/24806
Підвищення ефективності шліфування циліндричних поверхонь орієнтованим кругом заправленим з різними подачами на робочій та калібрувальній ділянках
Морочко, В. В.
Дисертаційна робота написана з метою підвищення ефективності абразивної обробки циліндричних поверхонь деталей периферією круга за рахунок орієнтації інструменту та правки його з різними подачами на робочій та калібрувальній ділянках.
У першому розділі проаналізовано існуючі способи абразивної обробки циліндричних поверхонь деталей при паралельних та схрещених вісях інструмента та деталі, тривимірні моделі формоутворюючих систем верстатів, зняття припуску, поверхонь інструментів та поверхонь, що оброблюються. Було встановлено, що розробка нових способів шліфування зі схрещеними вісями інструмента і деталі є потужним резервом інтенсифікації процесу шліфування, який дасть змогу суттєво підвищити точність і продуктивність обробки та забезпечити необхідну якість оброблюваних циліндричних поверхонь.
Значний внесок у розвиток абразивної обробки внесли численні наукові інститути, центри та колективи вітчизняних вчених серед яких:
Р.Р. Агасарян [2], А.К. Байкалов [4], С.М. Братан [8], Ю.М. Внуков [12], А.П. Гавриш [13], А.І. Грабченко [14], В.І. Дикушин [27], В.Л. Доброскок [28], Н.В. Зубкова [33], Л.П. Калафатова [35], В.В. Кальченко [36], В.І. Кальченко [45], В.В. Коломієць [63], С.М. Корчак [64], Д.В. Криворучко [65], В.І. Лавриненко [71], Ф.В. Новіков [86], Ю.К. Новосьолов [89], Б.А. Перепелиця [96], О.А. Пермяков [97], Ю.В. Петраков [98], М.Ф. Семко [111], Ю.А. Сизий [113], М.С. Степанов [119], М.Д. Узунян [120], .О. Федорович [123], А.Н. Шелковой [130], А.В. Якімов [133], П.І. Ящерицин [135], та інші.
В роботах цих та інших авторів досліджуються процеси шліфування периферією і торцем круга з паралельними і схрещеними осями інструмента та деталі, управління рельєфом круга, процеси технологічного забезпечення якості оброблюваних поверхонь, вплив режимів обробки на рівень вібрацій, просторове моделювання алмазно-абразивних інструментів, формоутворюючих систем верстатів, процесів шліфування, управління ріжучою здатністю шліфувальних кругів, вплив ріжучої здатності круга на температуру і сили при шліфуванні, способи підвищення продуктивності і точності при шліфуванні зі схрещеними осями інструмента і деталі, визначення складових сил різання, товщини шару, який зрізається при шліфуванні орієнтованим інструментом, тощо.
На основі проведеного аналізу літературних джерел визначено мету та основні завдання дослідження.
У другому розділі описана методика проведення експериментальних досліджень процесу шліфування циліндричної поверхні вала периферією орієнтованого абразивного круга заправленого з різними подачами на робочій та калібрувальній ділянках. Наводиться перелік необхідного обладнання та його технічні характеристики.
Шліфування проводиться на універсально-заточувальному верстаті з ЧПК ВЗ208-Ф3. Необхідний профіль абразивного круга отримується там же та контролюється за допомогою прилада з оптиковолоконним датчиком.
Визначення температури по поверхні деталі під час обробки здійснюється тепловізором моделі ULIRVISION ТІ-384, а безпосередньо в зоні шліфування температура вимірюється за допомогою термопари.
Потужність шліфування по координаті обробки вимірюється аналізатором потужності С.А 8220.
Шорсткість обробленої поверхні вала за параметром Rа визначалася портативним профілометром Pocket Surf та профілографом-профілометром моделі 201.
У третьому розділі наведено модульне тривимірне моделювання процесу формоутворення циліндричної поверхні деталі при шліфуванні периферією орієнтованого круга в режимі затуплення. Розроблені тривимірні геометричні модульні моделі поверхні абразивного круга та деталі. На базі отриманої просторової моделі проведено проведено дослідження розподілу припуску повздовж різальної ділянки абразивного інструмента в процесі шліфування орієнтованим кругом. Проведено дослідження складових сил шліфування із врахуванням різальних та деформуючих зерен. Розроблено модульну тривимірну модель правки периферійної ділянки абразивного інструменту однокристальним алмазним інструментом в процесі шліфування зі схрещеними осями інструмента та деталі. Проведено динамічний розрахунок шпиндельного вузла.
Четвертий розділ присвячений проведенню експериментальних досліджень процесу чистової однопрохідної абразивної обробки циліндричної поверхні деталі периферійною частиною орієнтованого абразивного круга, заправленого з різними подачами на чорновій і калібрувальній ділянках, в режимі затуплення. Відповідно до запропонованої схеми обробки, максимальний припуск зрізаться частиною периферії інструменту, що врізатється в заготовку першою, рівномірно зменшуючись до калібрувальної ділянки, яка формує остаточну точність і не бере участь в чорновому зрізанні припуска та має за рахунок цього високу стійкість.
Величина температури в зоні шліфування та розподіл температури під час обробки показали, що структурні перетворення в поверхневому шарі деталі не відбуваються. Ці перетворення могли б негативно впливати на якість деталі, що обробляється.
Також було виміряно величину активної потужності та параметри точності і шорсткості обробленої поверхні деталі.
При проведенні досліджень впливу технологічних параметрів обробки на точність використовувався повний факторний експеримент типу 23 при обліку взаємодій між факторами. На підставі теоретичних досліджень, розроблених 3D моделей і складених робочих програм, визначено основні фактори. Здійснено планування повного факторного експерименту з трьома факторами. Також була здійснена перевірка значимості коефіцієнтів регресії. Проаналізувавши рівняння регресії, було визначено, що найбільший вплив на точність та продуктивність обробки мають повздовжня подача, кут орієнтації абразивного інструменту, величина припуску та їх взаємодія. Було встановлено, що взаємодія кута орієнтації інструменту з величиною повздовжньої подачі - не впливають.
Наукова новизна одержаних результатів:
1. В роботі вперше представлені розроблені модульні тривимірні моделі абразивного круга, процесів зняття припуску периферійною частиною інструменту за координатою обробки, формоутворення калібрувальною ділянкою, що розташована на осі повороту інструменту при фінішній обробці деталей з циліндричнми поверхнями абразивним орієнтованим кругом в режимі затуплення. Проаналізувавши вищезгадані моделі, отримали залежності впливу орієнтації інструменту на процеси зняття припуску, формоутворення, якість і точність циліндричної деталі, яка оброблялась.
2. Отримано розвиток залежності визначення кутів орієнтації абразивного інструменту в процесі фінішньої обробки периферійною частиною абразивного круга циліндричних поверхонь в режимі затуплення, які створені на основі проведеного аналізу створених модульних тривимірних моделей інструмента, формоутворення та процесів зняття припуску при фінішній обробці орієнтованим кругом.
3. Створена модульна просторова модель правки абразивних кругів однокристальним правлячим інструментом із різною подачею, дослідженням якої встановлено закономірності формоутворення шліфувальних інструментів та процесів зняття припуску.
4. Уточнено залежності визначення теплонапруженості процесу фінішньої обробки циліндричних поверхонь оброблюваних деталей орієнтованим інструментом під час його роботи в режимі затуплення.
Практичне значення одержаних результатів:
1. Отримані модульні тривимірні моделі деталі, інструмента, формоутворення та процесів зняття припуску, а також методики, створюють теоретичну базу нового більш ефективного способу фінішної обробки деталей з циліндричними поверхнями абразивним орієнтованим кругом під час його роботи в режимі затуплення.
2. Були визначені параметри орієнтації абразивного круга, що забезпечили зняття припуску периферійною частиною круга, розроблено спосіб фінішнньої обробки деталей з циліндричнми поверхнями орієнтованим інструментом при його роботі в режимі затуплення. Вищезгадані результати отримані завдяки проведенню аналізу модульних тривимірних моделей формоутворення, процесів зняття припуску, інструмента та деталі, що оброблялась.
3. Запропонована методика зняття припуску, при якій припуск розподіляється вздовж чорнової, напівчистової, чистової та калібрувальної ділянок шліфувального круга.
4. Опираючись на результати аналізу модульних тривимірних моделей процесів зняття припуску, формоутворення, деталі та інструменту було розроблено модульну просторову модель правки абразивних кругів однокристальним правлячим інструментом із різною подачею.
5. Здобувач є співавтором отриманих патентів на корисну модель за темою дисертаційного дослідження: спосіб круглого чистового шліфування периферією орієнтованого круга (№134080 від 25.04.2019), спосіб шліфування циліндричних поверхонь зі схрещеними осями круга і деталі (№145383 від 10.12.2020), спосіб шліфування кулачків розподільчого валу (№145532 від 28.12.2020).
6. Практичні рекомендації з використання наукових розробок впроваджені у виробництво на ТОВ «МГК-Черкаси» (м. Черкаси). Від впровадження результатів роботи очікується економічний ефект, який складає 25 тис. грн.
7. Методики та результати дисертаціної роботи впроваджено в навчальний процес Національного університету «Чернігівська політехніка».
Морочко, В. В. Підвищення ефективності шліфування циліндричних поверхонь орієнтованим кругом заправленим з різними подачами на робочій та калібрувальній ділянках : дис. ... д-ра філософії : 133 / В. В. Морочко. - Чернігів, 2021. - 129 с.
2021-01-01T00:00:00Z