Анотація до роботи:

Матвіїв Б.Т. Геометричні і силові параметри різьбових з’єднань із підвищеним самогальмуванням. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.02. – машинознавство. – Національний університет “Львівська політехніка”. - Львів, 2002.

Робота присвячена питанням визначення функціональних показників різьбових з’єднань із підвищеним самогальмуванням методом обгрунтувань геометричних і силових параметрів, розробки методики розрахунків на міцність та створення нових різьбових з’єднань. Предметом дослідження є різьбове з’єднання, яке має різьбу з кутом при вершині 120⁰, а її профіль в осьвому перерізі включає в себе трикутник і трапецію біля основи витка. Різьба нарізається на конічному стержні болта та в циліндричному отворі гайки з сталим середнім і змінним зовнішнім діаметром. Графоаналітичним методом визначено основні геометричні параметри елементів різьби. Проведено теоретичні дослідження навантаження витків. Обґрунтовано силову взаємодію між витками болта і гайки. Виведено аналітичні залежності, які описують основні параметри та момент тертя в запропонованій різьбі. Розроблено та апробовано методику нарізування нового різьбового з’єднання із підвищеним самогальмуванням, Розроблено нове різьбове з’єднання, яке запатентовано автором, дослідну установку і проведено експерименти з визначення моменту тертя в різьбі та міцнісних характеристик розроблених різьбових з’єднань. Результати роботи впроваджено на виробництві та в навчальному процесі.

1. Проведено порівняльний аналіз методик розрахунків геометричних, силових і міцнісних парметрів різьби і різьбових з’єднань, на основі якого обґрунтовано необхідність їх подальшого вдосконалення, що уможливило вибір об’єкта дослідження, формулювання теми і задач дисертаційної роботи.

2. На основі проведених теоретичних досліджень створено нове щільно-міцне різьбове з’єднання, на яке отримано патент на винахід і впроваджено у виробництво, що підтверджує новизну та практичне значення дисертації.

3. Графоаналітичним методом визначено основні геометричні параметри нових типів самогальмівного та щільно-міцного різьбових з’єднань, що дало змогу вивести зручні для практичного застосування аналітичні залежності між їх основними розмірами, які апробовано під час виготовлення дослідних зразків і проведення випробування на міцність різьб та з’єднань, що мають кут профілю 120⁰.

4. Проведено теоретичні дослідження навантаження витків різьби з урахуванням особливостей деформації під час затягування гайки з визначенням коефіцієнту податливості гвинтової пари. Встановлено, що цей коефіцієнт у більшій мірі залежить від величини деформації зрізу і згину витків різьби, та має різні межі змін: для болта – 2,5…3,2; для гайки – 10…12. Наведено аналітичні залежності, які описують основні види деформації в запропонованому різьбовому з’єднанні з підвищеним самогальмуванням.

5. Обґрунтовано силову взаємодію між витками болта і гайки спеціальної самогальмівної різьби з визначенням дійсних осьових і радіальних навантажень різних ділянок витків. Теоретично і експериментально встановлено, що вона є рівноміцніша, ніж стандартна метрична, а з’єднання має руйнівне навантаження на 26% більше, ніж стандартне різьбове з’єднання. Це має суттєве практичне значення тому, що дає змогу застосувати гайки зі зменшеною висотою або надійно закріплювати деталі до конструктивних елементів закритого профілю, з відносно незначною товщиною стінок особливо, коли розміщення гайки є утруднене чи неможливе.

6. Використовуючи базову теорію гвинтової пари, вперше виведено аналітичну залежність, що описує момент тертя в спеціальній різьбі з урахуванням конусності різьбового кінця болта. Це дозволило провести кількісний аналіз шуканого параметру, під час якого встановлено, що момент тертя в запропонованій різьбі в 3-5 разів більший, ніж у стандартній метричній різьбі.

7. Запропоновано методику нарізування різьби із підвищеним самогальмуванням на конічному кінці стержня болта та у циліндричному отворі гайки з розробкою, виготовленням і апробацією необхідного інструменту, що уможливило виготовлення дослідних зразків розроблених різьбових з’єднань з кутом профілю різьби 120⁰.

8. Розроблено методику проведення експериментальних досліджень з визначення моменту тертя в різьбах і міцнісних характеристик елементів виготовлених зразків. З цією метою було запроектовано і виготовлено експериментальну установку та розроблено методику опрацювання результатів дослідів, які показали, що розбіжність теоретичних і експериментальних даних не перевищує 8-12%.

9. Розроблена установка для порівняльного аналізу величини моменту тертя в різноманітних різьбах і методика проведення дослідів використовується у навчальному процесі на кафедрі “Деталі машин” Національного університету “Львівська політехніка”, а запропоновані елементи щільно-міцного різьбового з’єднання впроваджено на Добротвірській ТЕС і ВАТ “Львівагропроммаш” для скручування труб системи перекачування рідини під тиском та для надійного закріплення кінців шлангів до корпусних деталей обприскувачів без додаткових елементів стопоріння гайок.

Основний зміст дисертаційної роботи викладений у таких публікаціях:

1. Малащенко В. О., Матвіїв Б. Т. Навантаження самогальмівного різьового з’єднання. Вісник Державного університету “Львівська політехніка”: “Динаміка, міцність та проектування машин і приладів ”. – Львів, 1997. -№323. -С. 91-94.

2. Матвіїв Б.Т. Силова взаємодія між витками різі болта та гайки самогальмівного різьового з’єднання. Вісник Державного університету “Львівська політехніка”: “Динаміка, міцність та проектування машин і приладів ”. – Львів, 1998. -№354. -С. 32-34.

3. Малащенко В.О., Матвіїв Б.Т. Експериментальне визначення моменту тертя в самогальмівному різьовому з’єднанні. // “Проектування, виробництво та експлуатація автотранспортних засобів і поїздів”. Зб. Праць Асоціації “Автобус”.- Львів, 2000. -№ 3. –С. 84-85.

4. Малащенко В.О., Матвіїв Б.Т. Підвищення техніко-експлуатаційних показників самогальмівного різьбового з’єднання // Вісн. Східноукр. державного ун-ту. – Луганськ, 2000. -№6 (28).- С. 219-222.

5. Малащенко В.О., Матвіїв Б.Т. Про методику виготовлення самогальмівного нарізаного з’єднання // Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні. –2000. -№33. –С. 19-21.

6. Малащенко В.О., Матвіїв Б.Т. Деформація витків самогальмівної різьби //

Машинознавство, Львів.–2001. -№6. -С. 39-41.

7. Малащенко В. О., Матвіїв Б. Т. Розподілення навантаження за витками самогальмівної різі. Тези доповіді на 4-му міжнародному симпозіумі українських інженерів-механіків у Львові, -Львів. -1999. -С. 39.

8. Пат. 28591А МПК 6F16B 39/30 Різьбове з’єднання / Матвіїв Б. Т. (Україна); -№ 97073672; Заявл. 09.07.1997; Опубл. 16.10.2000. Бюл.№5-11, -3с.