Захист дисертацій
6-7 червня на засіданні спеціалізованої вченої ради К23.073.02 Центральноукраїнського національного технічного університету відбувся захист трьох дисертацій на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук/доктора філософії (здобувачі: Ольга Шелепко, Андрій Гнатюк, Аль-Ібрахімі Метак) за спеціальністю 05.03.01 «Процеси механічної обробки, верстати та інструменти».
Всі три роботи виконано на кафедрі металорізальних верстатів та систем Центральноукраїнського національного технічного університету.
Тема кандидатської дисертації Ольги Шелепко «Підвищення вихідних характеристик багатокоординатних верстатів паралельної структури зі спеціальним робочим органом».
Науковий керівник: декан механіко-технологічного факультету Центральноукраїнського національного технічного університету, доктор технічних наук, професор Андрій Миколайович Кириченко.
Офіційні опоненти: професор кафедри транспортних систем і технічного сервісу Херсонського національного технічного університету доктор технічних наук, доцент Дмитро Олексійович Дмитрієв;
завідувач кафедри підйомно-транспортного і робототехнічного обладнання Одеського національного політехнічного університету доктор технічних наук, професор Віктор Петрович Яглінський.
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального науково-технічного завдання підвищення вихідних характеристик багатокоординатних верстатів паралельної структури (БВПС) зі спеціальним робочим органом (РО), шарніри якого мають спільну вісь, завдяки обґрунтуванню раціональної компоновки і геометричних параметрів верстата, а також шляхом цілеспрямованої зміни геометричних параметрів залежно від орієнтації РО та виду обробки.
Для багатокоординатних верстатів паралельної структури зі спеціальним робочим органом було вдосконалено однозначний аналітичний метод визначення зворотної кінематики, розроблено узагальнену компонувальну схему та математичні моделі, які характеризують розміщення опорних шарнірів у просторі. Визначено робочий простір (РП) та приведену до зони обробки просторову жорсткість залежно від орієнтації РО, компоновки та геометричних параметрів БВПС зі спеціальним РО.
Обґрунтовано метод підвищення приведеної просторової жорсткості та розширення РП БВПС зі спеціальним РО шляхом цілеспрямованої зміни геометричних параметрів верстата за рахунок зміни конфігурації розташування окремих шарнірних опор нерухомої основи БВПС зі спеціальним РО.
Виконано експериментальне вимірювання жорсткість РО та приведеної просторової жорсткості, для чого розроблено та виготовлено діючий зразок БВПС зі спеціальним РО та розроблено відповідне оснащення. На основі проведених досліджень сформульовано основні особливості проектування БВПС зі спеціальним РО та рекомендації з розширення їх технологічних можливостей, а також розроблено нові конструкції БВПС зі спеціальним РО та їх вузлів.
Тема дисертації Андрія Гнатюка «Удосконалення процесу фінішної обробки профілю цівкового колеса героторної пари».
Науковий керівник – доцент кафедри технології машинобудування Центральноукраїнського національного технічного університету, кандидат технічних наук, доцент Олександр Іванович Скібінський.
Офіційні опоненти: завідувач кафедри технології машинобудування Національного університету «Львівська політехніка» доктор технічних наук, професор Ігор Євгенович Грицай;
старший науковий співробітник відділу обробки металів різанням та деформуванням Інституту надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля Національної академії наук України, кандидат технічних наук Анатолій Васильович Кривошея.
Дисертаційна робота присвячена покращенню якісних показників профільної поверхні цівкового колеса героторної пари за рахунок застосування увігнутої ділянки еквідистанти до епіциклоїди в якості формотворного профілю шліфувального круга, при здійсненні обробки в умовах планетарного обкату.
На основі аналізу відомих методів обробки профілю цівкового колеса була обрана прогресивна схема обробки, яка передбачає створення верстатного зачеплення, в якому цівкове колесо здійснює рух планетарного обкату навколо дискового абразивного інструменту. В якості профілю інструменту застосовується опукла ділянка еквідистанти до епіциклоїди. З метою вдосконалення базового методу обробки, на рівні з опуклою пропонується застосувати для профілювання інструменту увігнуту ділянку еквідистанти до епіциклоїди. Теоретично доведено, що застосування профілю на основі увігнутої ділянки забезпечує в 2,5-2,8 рази кращу шорсткість, у порівнянні з інструментом на основі опуклої ділянки при однаковій дискретності побудови.
Визначено умови існування кривих зачеплення, розроблено методику синтезу профілю шліфувального круга на основі увігнутої ділянки еквідистанти. Проведене дослідження кінематики контактної взаємодії інструменту і профільної поверхні колеса свідчить про наявність змінного швидкісного режиму точки контакту профілів в плоскому верстатному зачепленні. Запропоновано стабілізувати процес шляхом лінеаризації зазначеної швидкості обкату, що дасть змогу досягти постійності подачі на подвійний хід інструменту. Практична реалізація методу шліфування цівкового колеса і послідуючі виміри дозволили встановити, що при співрозмірних полях розсіювання параметру точності та однакових режимах обробки, застосування профілю на основі увігнутої ділянки забезпечує в 2,3-2,5 рази кращу шорсткість поверхні, у порівнянні опуклою. Співрозмірність полів розсіювання параметрів точності пояснюється низькою стійкістю круга з опуклою формою профілю (в 3 рази нижча у порівнянні з увігнутим профілем). Підвищена стійкість круга з увігнутою формою профілю дає змогу застосовувати поширений абразивний інструмент на керамічній зв’язці, який відрізняється низькою собівартістю.
Тема дисертації Метак М. А. Аль-Ібрахімі «Забезпечення раціональних умов абразивного різання композиційних карбонових виробів на верстатах паралельної структури».
Науковий керівник: декан механіко-технологічного факультету Центральноукраїнського національного технічного університету, доктор технічних наук, професор Андрій Миколайович Кириченко.
Офіційні опоненти: в.о. завідувача кафедри конструювання верстатів і машин Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», доктор технічних наук, професор Олександр Віталійович Шевченко;
професор кафедри галузевого машинобудування Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського, доктор технічних наук, професор Олександр Федорович Саленко.
Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної задачі підвищення якості розрізання карбон-карбонових композиційних виробів на основі встановлення закономірностей формування поверхневого шару при впливі абразивним інструментом за рахунок забезпечення раціональних умов різання маніпуляційною системою верстата паралельної структури.
У роботі розроблено фізичну модель взаємодії та запропоновано математичний опис теплових явищ, які викликають деформацію інструмента. Показано, що надлишок тепла викликатиме різке зростання температури на периферії інструменту та відповідно вестиме до його деформацій, внаслідок чого якість обробки поверхонь погіршується, а ширина різу зросте. Встановлено, що зі збільшенням часу роботи кругом щільність залипання продуктів різання на поверхні кругу зростає, а обсяг видалення речовини при різанні зменшується. Дане зменшення обумовлене пружними деформаціями у верстатній системі, які зростають при зростанні сил різання. Зміна профілю різального круга веде до зменшення продуктивності процесу, зростання пружних деформацій, погіршення якості оброблених заготовок. Доведено, що для підвищення якості обробки необхідно підвищувати жорсткість, забезпечуючи її раціональне значення при зміні стану інструменту.
Запропоновано нове технічне рішення верстата на основі механізму паралельної структури з кінематичною надлишковістю, сформульовано його кінематичні залежності та визначено матрицю просторової жорсткості. Встановлено, що запропонованому механізму паралельної структури з кінематичною надлишковістю властива підвищена жорсткість у порівнянні з повнопаралельними механізмами, та показана доцільність його застосування у верстаті для абразивної обробки, що дозволяє не лише підвищити точність різання, а і зменшити пляму контакту і тепловиділення в зоні різання. Експериментальними вимірюванням на розробленій та виготовленій моделі верстата підтверджено, що жорсткість механізму паралельної структури з кінематичною надлишковістю на 16-28% більша у порівнянні з відомими.
Показано, що використання запропонованих розробок та методик визначення режимів абразивного різання дозволяє скоротити витрати на обробку на 25-30%.
Із дисертаціями можна ознайомитися в бібліотеці Центральноукраїнського національного технічного університету.
Фотографії Владислава Мелешко
