2023 № 1 Технології в машинобудуванні

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/69230

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 11 з 11

Функціональний зв'язок умов обробки з параметрами стану поверхні зубів рейок
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Юрчишин, Оксана Ярославівна; Півень, Лариса Володимирівна; Скидан, Наталія Павлівна; Пермяков, Єгор Олександрович; Мироненко, Олег Євгенович; Юр'єва, Марія Віталіївна
Значна кількість механічних методів, верстатів, інструментів і матеріалів для обробки зубчастих рейок визначає широкі можливості в забезпеченні формування параметрів поверхневого шару останніх і визначає їх експлуатаційні властивості. Тому актуальним є питання забезпечення експлуатаційних властивостей зубчастих рейок в залежності від параметрів стану поверхневого шару рейок. Для успішного вирішення цього завдання розглянуто теоретичні аспекти взаємозв'язку параметрів стану поверхневого шару рейок з процесами їх обробки. На відміну від відомих досліджень, які передбачали виявлення загальних аспектів зв'язку окремих параметрів стану поверхневого шару рейок з умовами їх обробки, авторами запропоновано доцільність розгляду залежності системи параметрів стану поверхневого шару, що визначають експлуатаційні властивості зубчастих рейок з умовами їх обробки. Цей взаємозв'язок виражається в математичних залежностях, які є основою при розробці алгоритмів і програм. Як наслідок, автоматизується вирішення однієї з основних задач розрахунку оптимальних процесів обробки з урахуванням забезпечення необхідних параметрів стану поверхневого шару зубчастих рейок, виходячи з їх експлуатаційних властивостей. На підтвердження даного напрямку розроблені фундаментальні наукові положення теорії геометричного тривимірного моделювання взаємопов'язаних процесів зняття припуску і формоутворення при обробці різанням.
Експериментальне визначення контактних характеристик твердого точіння
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Манохін, Андрій Сергійович; Мельнійчук, Юрій Олексійович; Клименко, Сергій Анатолійович; Клименко, Сергій Анатолійович; Чумак, Анатолій Олександрович; Рижов, Юрій Едуардович; Камчатна-Степанова, Катерина Валеріївна
При обробці загартованої сталі інструментом з ПНТМ на основі КНБ в умовах близьких до ортогонального різання визначені сили різання в залежності від величини подачі та швидкості різання. Встановлено величину контактних напружень, коефіцієнту тертя та довжину контакту стружки з передньою поверхнею різця для швидкості різання 100 м/хв та отримано шліфи стружки, які демонструють морфологію стружки. Експериментально встановлено, що при обробці загартованої підшипникової сталі величина тангенійної та радиальної складових сили різання, що діють на передній поверхні інструменту при подачі 0,05 мм/об та швидкості різання 100 м/хв становить 125 Н/мм та 42 Н/мм відповідно. Середній коефіцієнт тертя при цьому становить 0,33. Показано, що для вимірювання довжини контакту стружки з передньою поверхнею різця доцільно використовувати тонкі металеві PVD покриття товщиною ~ 0,1 мкм, що дозволяє підвищити точність визначення даного параметру. Зразки стружки, отримані у досліджуваному діапазоні умов обробки свідчать про сегментний тип стружкоутворення. Вимірювання товщини стружки отриманої при подачі 0,05 мм/об та швидкості різання 100 м/хв мають товщину від 40 до 80 мкм.
Технологічне забезпечення контурного полірування при відновленні лакофарбових покрить складних поверхонь
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Дмитрієв, Дмитро Олексійович; Чурсов, Сергій Олександрович; Осадчук, Василь Сергійович; Русанов, Сергій Аркадійович
В статті розглянуто кластерну модель опису полірування неметалевих матеріалів стосовно лакофарбових покрить, що наносять на поверхні складної геометрії. Зокрема, запропоновано технічні засоби контурного полірування покрить неметалевих шарів елементів кузову автомобіля з застосуванням мехатронних модулів з ЧПК, які відтворюють рухи і режими полірування, що раніше виконувались вручну. На основі розгляду проблеми деструкції лакофарбових покриттів кузовів автомобілів та аналізу літератури по дослідженню фізико-механічних процесів формоутворення деталей з неметалевих матеріалів інструментом із застосуванням полірувальних паст і вивчення закономірностей цього процесу було досліджено полірувальну здатність різних полірувальних паст. Запропоновано геометричні критерії якості автополірування лакофарбових покрить з формалізованим забезпеченням взаємозв’язку ширини штучної подряпини шо наносилась алмазною чотирьогранною пірамідою із глибиною та формою штучної подряпини до і після полірування. Розглянуто широкий діапазон швидкісних, силових, реологічних факторів полірування поверхонь кузову із подвійною кривизною, однак теплові і механо-хімічні процеси не встановлювались. Дані про ефективність полірувальних паст та якість відновлених лакофарбових покрить автомобіля отримано в результаті виконання наукової послуги на замовлення підприємства ПП «ІнтерСклад» м. Херсон. Визначено зразки полірувальних паст фракції абразиву і склад розчинника, що мають відповідати умовам ручного полірування та поставлено на виробництво відповідні автокосметичні засоби. Відпрацьовано методику випробування, що дозволяє визначити за короткий час ефективність і режими полірувальних сумішей для усунення механічних пошкоджень лакофарбового покриття автомобілів.
Особливості існуючих конструкторських видів з'єднань для передачі крутного моменту
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Охріменко, Олександр Анатолійович; Главчева, Юлія Миколаївна; Старченко, Олена Павлівна; Федоренко, Віталій Сергійович; Фу, Хун
Головною метою сучасного машинобудування є виготовлення продукції високої якості з мінімальними капіталовкладеннями та якомога меншими затратами часу, що в той же час супроводжується постійним підвищенням складності геометричних форм деталей і їх точності, високими вимогами до сполучуваних поверхонь і їх властивостей, працездатності складальних виробів та умов їх експлуатації. Елементи шпонкових та шліцьових з'єднань становлять значну частку продукції машинобудування серед великої різноманітності інших виробів. Існує значна група роз'ємних з'єднань, що використовуються для передачі крутного моменту, в яких роз'єм здійснюється за допомогою особливих конструктивних умов збірки. До цієї групи в першу чергу слід віднести шпонкові та шліцьові з'єднання. Це стандартні способи об'єднання, в яких всі конструктивні параметри, матеріали, точність виготовлення та умови експлуатації, а також збірка повністю визначаються державними стандартами. Розглянуті шпонкові та шліцьові з'єднання призначені для передачі крутного моменту від валу до посадженої на нього деталі (шківа, зубчатого колеса та ін.) і навпаки. Перевагами шпонкових з'єднань є їх простота і надійність у експлуатації, але вони ослаблюють вали та маточину шпонковими пазами і викликають концентрацію напруги. Шліцьові з'єднання в порівнянні з шпонковимиі мають велику навантажувальну здатність, краще центрують деталь на валу і дають меншу концентрацію напруги, що підвищує втомну міцність валів, але вони складніші у виробництві.
Пам'яті професора Фесенка А. В.
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) б/а
Ефективна модель розрахунку нелінійної жорсткості шарикопідшипників
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Хавін, Валерій Львович; Киркач, Борис Миколайович; Погорілов, Сергій Юрійович; Шергін, Сергій Юрійович
Проведено аналіз особливостей статичного розрахунку шпиндельного вузла на жорсткість з урахуванням жорсткості опор. Зазначено, що при статичному аналізі шпиндельних валів, зазвичай, використовуються наближені довідкові значення жорсткості опор - підшипників кочення. що може дати похибку щодо оцінки жорсткості опори до 50%. У роботі представлений аналіз модифікованого методу Джонса-Харріса для розрахунку жорсткості підшипників, що забезпечує збільшення точності за рахунок нових констант у залежностях для радіальних жорсткостей радіальних та радіально-упорних шарикопідшипників. Використані замість моделі контакту по Герцу в модифікованій моделі Джонса-Харріса скінченноелементні моделі в контактній задачі «елемент кочення - підшипникові кільця» більш точно відображають геометрію та жорсткість доріжок кочення підшипника, що дозволяють отримати точніші константи для моделі нелінійної жорсткості шарикопідшипників. Перевагою модифікованої моделі є можливість автоматичного обліку технологічного зазору у підшипнику та швидкості обертання валу. Розрахунок жорсткості підшипників фірми SKF показав більшу точність, що підтверджується порівнянням з експериментом. Результати розрахунку жорсткості, отримані для ряда підшипників фірми SKF, можуть бути успішно використані для практичних розрахунків жорсткості радіальних і радіально-упорних шарикопідшипників інших фірм, конструктивно-технологічні характеристики яких відповідають характеристикам підшипників фірми SKF, розглянутих у роботі.
Шляхи забезпечення конкурентоспроможності малих та середніх машинобудівних підприємств України в умовах європейської інтеграції
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Добротворський, Сергій Семенович; Басова, Євгенія Володимирівна
В роботі розглянуті питання сучасного напрямку сталого розвитку конкурентоспроможної машинобудівної галузі Європи та можливості трансформації досвіду розвинених країн Європи в стратегію розвитку малих та середніх машинобудівних підприємств України. Зазначено, що саме МСП є підґрунтям розвитку економіки ЄС та наведене обґрунтування цього факту. Підкреслено, що саме машинобудівна галузь є найбільшою галуззю економіки ЄС за кількістю підприємств, зайнятістю, виробництвом та створенням доданої вартості. Зроблене припущення, що саме розвиток МСП машинобудівної галузі України стане значним вкладом в пришвидшену відбудову соціального та економічного добробуту українського суспільства у період відбудови країни. Наведено порівняльний аналіз чисельної кількості машинобудівних підприємств різної величини як в розвинених країнах Європи, так і Україні. Підкреслена необхідність у розвитку та впровадженні в машинобудівне виробництво України цифрових сервісів, відповідно концепції Індустрії 4.0, на всіх етапах життєвого циклу продукту для забезпечення гнучкості та конкурентоспроможності МСП. Проаналізовані бар’єри впровадження концепції 4.0 для сталого розвитку малого та середнього бізнесу в світі, та виділені окремі бар’єри, які на сьогоднішній день є загрозою для розвитку МПС України в цілому. Зазначено, що однією із найбільших проблем світового розвитку МСП в цілому є проблема підготовки (перепідготовки) кваліфікаційних кадрів нового покоління. Зроблено висновок, що для розвитку конкурентоспроможних МСП України в умовах її інтеграції в ЄС необхідно приділити увагу підготовці висококваліфікованих технічних кадрів здатних з однієї сторони виконувати роль системних інтеграторів та імплементаторів задач Індустрії 4.0, а з іншої – вміти вирішувати супутні проблеми технології машинобудування від ідеї до виготовлення продукту із використанням цифрових сервісів на базі єдиного цифрового ядра. Наукова цінність роботи полягає в обґрунтуванні шляхів забезпечення конкурентоспроможності МСП заснованих на засадах симбіозу освіти, науки та виробництва на базі єдиного цифрового ядра.
Наукові основи визначення залежностей теорії різання в алгоритмах при реалізації нейронних мереж процесів формоутворення
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Равська, Наталія Сергіївна; Парненко, Валерія Сергіївна; Гасанов, Магомедємін Ісамагомедович; Заковоротний, Олександр Юрійович; Клочко, Олександр Олександрович
Наукові основи визначення залежностей теорії різання є складною структурною системою яка супроводжувається безліччю різних фізичних явищ. До них відносяться такі як пластичні деформації, тертя, вібрації, теплові, хімічні та ін, які визначаються, в основному верстатом, інструментом, оброблюваним матеріалом. Великою мірою ефективність процесу різання залежить від управління цим процесом. Останнім часом для управління технологічними процесами використовуються штучні нейронні мережі (ШНМ) і являють математичну модель з її програмним або апаратним втіленням. Ці моделі не що інше як залежність між досліджуваними вхідними факторами та вихідними параметрами. Вони придатні лише управління процесами в аналізованому діапазоні змінних і розкриває сутності «чорного ящика» тобто. явищ їх супроводжуючих. Створення нейронних мереж на основі явищ, що супроводжують аналізований технологічний процес, відкриває широкі можливості оптимального управління його параметрами з подальшою корекцією системи. Такий підхід значно підвищить точність управління, скоротить витрати на навчання та реалізацію управління. Створення таких ШНМ на прикладі процесу різання є актуальною проблемою та її вирішення має велике практичне значення.
Створення екологічно безпечних технологій алмазного шліфування виробів із важкооброблюваних матеріалів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Новіков, Федір Васильович; Новіков, Григорій Васильович
У роботі показано, що найбільш ефективною технологією алмазного шліфування щодо поліпшення екології та культури виробництва є шліфування алмазними кругами на високоміцних металевих зв'язках із застосуванням їх електроерозійної правки для відновлення ріжучих властивостей та підвищення якості й продуктивності обробки. Ця технологія дозволяє вилучити застосування шкідливих електролітів із технологічного процесу правки алмазного круга. Тому в роботі розроблено практичні рекомендації щодо створення на основі застосування електроерозійної правки екологічно чистих та безпечних для здоров'я робітників технологій шліфування алмазно-абразивними інструментами (алмазними кругами) на металевих зв'язках виробів, виготовлених із різноманітних металевих та неметалевих важкооброблюваних матеріалів, включаючи шліфування виробів з твердих сплавів та з наплавленими високоміцними матеріалами, розрізання високотвердих порід каменю, нарізання граней на поверхнях виробів із кришталю, огранювання природних алмазів у діаманти, обробку виробів із важкооброблюваних керамік і феритів та ін. У результаті практичного застосування цих технологій з'явилася можливість здійснювати на промислових підприємствах України екологічно чисту та безпечну для життєдіяльності робітників механічну обробку шліфуванням виробів з матеріалів високої твердості з забезпеченням високих показників якості та продуктивності.
Теоретичне та експериментальне обґрунтування ефективних технологій високошвидкісної механічної обробки
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Новіков, Федір Васильович; Полянський, Володимир Іванович
Розроблено уточнену математичну модель визначення умовного напруження різання під час лезової обробки на основі встановлення аналітичної залежності для визначення умовного кута зсуву оброблюваного матеріалу. Показано, що у його формуванні переважає радіальна складова сили різання, яка й приводить до його значного зменшення (у 1,5 разів) щодо розрахункових значень, отриманих за відомими аналогічними залежностями. Це дозволило уточнити розрахунок параметрів силової та теплової напруженостей механічної обробки й обґрунтувати умови їх зниження шляхом зниження інтенсивності тертя в зоні різання. На основі проведених експериментальних досліджень технологічних операцій механічної обробки складнопрофільної формуючої оснастки для харчової промисловості встановлено, що в умовах лезової обробки енергоємність та максимальна температура різання приймають значно менші значення, ніж при шліфуванні. Отже можливості підвищення продуктивності за умов забезпечення високої якості обробки при шліфуванні дуже обмежені. Для цього потрібно застосовувати сучасні технології високошвидкісної лезової обробки на високообертових металорізальних верстатах із ЧПУ типу "оброблювальний центр", які, як установлено у роботі, характеризуються надзвичайно високими технологічними можливостями.
Проблеми відновлення функціональних властивостей експлуатації крупногабаритних зубчастих передач
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Гасанов, Магомедємін Ісамагомедович; Пермяков, Олександр Анатолійович; Шелковий, Олександр Миколайович; Заковоротний, Олександр Юрійович; Клочко, Олександр Олександрович
Наукові основи тмеханізмів формування похибок крупногабаритних зубчастих коліс свідчить про те, що елементарні похибки систем операцій зубообробки характеризуються випадковими числовими характеристиками, які визначають величину і характер входження у відповідні комплексні складові, які, в свою чергу, взаємодіючи між собою, визначають досліджувані похибки крупногабаритних зубчастих коліс. Досліджені важконавантажениі зубчасті передачи приводи машин, при проектуванні яких висуваються жорсткі вимоги до мінімізації їх габаритів, маси і вартості. Реалізація цих жорстких вимог призводить до значного зростання удільної силовий навантаженості, а вимога максимізації продуктивності машин призводить до зростання швидкісних характеристик приводу та досліджен динамічний характер зовнішнього навантаження передач. Підвищення довговічності приводів машин є одним з найважливіших (поряд з підвищенням продуктивності і зниженням собівартості) вимог до проектування машин, яке в значній мірі забезпечується за рахунок збільшення ресурсу основних деталей приводу і, в першу чергу, за рахунок підвищення зносостійкості їх контактних поверхонь. Забезпечення високої зносостійкост зубчастих коліс, необхідно не тільки, щоб запобігти поломки через зменшення робочого перетину деталей внаслідок їх зносу, а й для зменшення впливу зносу на параметри якості машин – рівень шуму, точність позиціонування робототехнічних систем, точність виготовленої продукції.