Анотація до роботи:

Панасюк І.В. Наукові основи проектування технологічних процесів обробки деталей взуття та фурнітури з пластмас і металів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.19.06 – технологія взуттєвих і шкіряних виробів, Київський національний університет технологій та дизайну, Київ, 2004.

Дисертація присвячена створенню науково обґрунтованих основ і уніфікованих підходів до проектування технологічних процесів оздоблювально-зачищувальної обробки дрібних деталей взуття та фурнітури з пластмас і металів в планетарно-відцентрових барабанах. Вирішення цієї важливої науково-технічної проблеми забезпечило підвищення продуктивності праці, можливості прогнозування технологічного результату на стадії проектування. На основі математичного моделювання динаміки руху і властивостей робочого середовища в барабанах з різними видами планетарного руху встановлені функціональні взаємозв’язки параметрів робочого середовища з технологічними і конструктивними параметрами устаткування. Розроблена математична модель взаємодії оброблюваної деталі з частинками наповнювача різної форми та рекомендації щодо їх технологічного використання. Створені аналітичні методи розрахунку об’єму матеріалу, що видаляється; тривалості обробки при видаленні ливників, шліфуванні і поліруванні. Розроблені алгоритми проектування технологічних процесів обробки дрібних деталей взуття та фурнітури з пластмас і металів у планетарно-відцентрових установках, відповідні програми для ПЕОМ. З використанням алгоритмів створено технологічні режими обробки та технічні завдання для проектування планетарно-відцентрових установок. Результати роботи впроваджені в промисловості.

1. Розроблено нове вирішення важливої науково-технічної проблеми легкої промисловості – створені науково обґрунтовані основи і уніфіковані підходи до проектування технологічних процесів оздоблювально-зачищувальної обробки дрібних деталей взуття та фурнітури з пластмас і металів з прогнозованим кінцевим технологічним результатом на основі математичного моделювання динаміки руху і властивостей робочого середовища в планетарно-відцентрових установках, що забезпечило підвищення продуктивності праці на обробних операціях.

2. Теоретично та експериментально підтверджена висунута гіпотеза про те, що керуючи силами, які діють у фізичному полі взаємодії наповнювача і оброблюваних деталей, шляхом цілеспрямованої зміни параметрів технологічного процесу та устаткування можна прогнозувати кінцевий результат обробки.

3. На основі аналізу інформації про об'єкт обробки визначені вимоги до зовнішнього вигляду формованих полімерних і металевих деталей взуття та фурнітури, припустимі в процесі оздоблювально-зачищувальної обробки дефекти їх поверхні, взаємозв'язок між формою деталі, розташуванням облою та ефективністю обробки деталей в обертових барабанах.

4. Розроблено математичні моделі динаміки руху частинок робочого середовища в барабанах з різними видами планетарного руху, що дозволяють встановити функціональні зв'язки технологічних і конструктивних параметрів устаткування з параметрами руху робочого середовища. Доведено, що найбільші швидкості руху частинок робочого середовища забезпечуються в установках з перпендикулярними, а найменші – з вертикальними осями обертання; найбільші сили, що ущільнюють частинки середовища в ковзному шарі, діють в установках з горизонтальними, найменші – з перпендикулярними осями. Для обробки деталей з високою міцністю рекомендовано схеми з горизонтальними; з невисокою міцністю і підвищеними вимогами до зовнішнього вигляду – вертикальними; для шліфування і полірування – перпендикулярними осями обертання. Експериментальні дослідження кутів відриву і швидкостей руху частинок робочого середовища підтвердили адекватність математичних моделей, розбіжність значень до 15 %.

5. На основі аналітичних та експериментальних досліджень руху робочого середовища установлено, що при ступенях заповнення барабана 0,25 - 0,75 межі режимів руху не залежать від виду наповнювача і визначаються для каскадного режиму в діапазоні , для каскадно-водоспадного режиму - . Видалення ливників, облою з каблуків і набойок, вироблених з термопластичних полімерних матеріалів, деталей замка “блискавка” з цинкових сплавів доцільно виконувати в каскадно-водоспадному режимі, шліфування та полірування фурнітури - в каскадному режимі.

6. Розроблено математичну модель взаємодії оброблюваної деталі з частинками наповнювача різної форми, що дозволяє встановити взаємозв'язок форм наповнювача та оброблюваних деталей з можливим числом їх контактів. Доведено, що найбільшу кількість контактів забезпечує наповнювач з частинками кубічної форми, який рекомендовано для обробки каблуків і набойок; для обробки фурнітури доцільно використання наповнювача у виді конусів, розміри яких не перевищують розмірів отворів у деталях; для видалення ливників і забезпечення мінімального впливу на поверхню деталі рекомендовано застосування сферичних частинок.

7. Розроблено аналітичні методи розрахунку і отримано формули для визначення об'єму матеріалу, що видаляється з поверхні деталі при одиничному контакті з частинками прямокутної, конічної, тетраедральної і сферичної форм. Складено програму для ПЕОМ, яка дозволяє розрахувати інтенсивність зносу поверхні полімерної деталі й об’єм матеріалу, що видаляється.

8. Для процесів видалення ливників, шліфування і полірування розроблено аналітичні методи розрахунку тривалості обробки деталей взуття та фурнітури в планетарних барабанах, що враховують властивості оброблюваних деталей, наповнювача і технологічні параметри. Експериментальні дослідження тривалості обробки каблуків з поліетилену та поліаміду, деталей замка «блискавка» з цинкових сплавів підтвердили адекватність аналітичних методів розрахунку, розбіжність між ними до 19 %.

9. Експериментально визначено, що зі збільшенням кутової швидкості обертання барабана частота появи частинки робочого середовища в ковзному шарі зростає, зі збільшенням ступеня заповнення барабана - зменшується, а частота проходження частинкою всієї довжини шару незначно збільшується. Виявлені функціональні залежності використано для аналітичного визначення тривалості обробки деталей в обертовому барабані.

10. На основі експериментальних досліджень властивостей полімерних матеріалів і деталей з них в середовищі низьких температур встановлено, що для гуми "стіроніп", пористого і монолітного поліуретанів, поліетилену високого тиску, вторинного поліаміду температура охолодження, яка забезпечує видалення облою та ливників в обертових барабанах, складає -43…-113^о С; енергія ударного впливу – 510^-3…3910^-3 Дж і залежить від матеріалу і товщини ділянок, що видаляються; тривалість охолодження деталей рідким азотом - 90...120 с; максимальний час обробки деталей у середовищі парів рідкого азоту - не більше 900 с.

11. На основі результатів аналітичних і експериментальних досліджень розроблені алгоритми проектування технологічних процесів оздоблювально-зачищувальної обробки дрібних деталей взуття та фурнітури з пластмас і металів у планетарно-відцентрових установках з прогнозованим технологічним результатом. Створено програму розрахунку параметрів технологічних процесів для ПЕОМ.

12. З використанням створених алгоритмів і програми для ПЕОМ розроблені технічні завдання для проектування конструкцій планетарно-відцентрових установок. Для набойок і каблуків з полімерних матеріалів рекомендована обробка в установках з вертикальними осями обертання і параметрами r = 0,3 м, R = 0,75 м, w₁/w₂ = 1,3; для деталей замка “блискавка” з цинкового сплаву – в установках з горизонтальною віссю обертання барабана і вертикальною віссю водила, параметрами r = 0,2 м, R = 0,7 м, w₁/w₂ = 1,7.

13. Розроблено технологічні режимі обробки в планетарно-відцентрових установках литих деталей взуття з полімерних матеріалів. Для набойок з термопластичного монолітного поліуретану визначені кутові швидкості водила 7,4 рад/с і барабана 9,6 рад/с, температура охолодження -105С, тривалість обробки - 125 с; для каблуків з поліетилену – відповідно 5,9 рад/с і 7,7 рад/с, -113 С, 240 с; для каблуків з поліаміду – 8,1 рад/с і 10,5 рад/с, -43 С, 260 с; для каблуків з гуми “стіроніп” – 2,2 рад/с і 2,9 рад/с, -105 С, 350 с. Для деталей замка “блискавка” з цинкового сплаву рекомендовано технологічний режим з кутовими швидкостями водила 4,9 рад/с і барабана 8,3 рад/с, тривалістю обробки коробочки замка 180 с, корпуса замка – 300 с, кришки замка – 420 с, рукоятки замка – 1800 с.

14. Результати дисертації впроваджені на Баришевському КПКП “Блискавка”, Коростишевському заводі “Електроприлад”, в кооперативі “Пласт”, на взуттєвому підприємстві “Київ” з загальним річним економічним ефектом 7006 грн. на одну установку і прийняті до впровадження Асоціацією шкіряно-взуттєвих підприємств України.

Публікації автора:

1. Бурмистенков О.П., Панасюк І.В. Основі теорії та практична реалізація пристроїв для зачищувальної обробки формових деталей із полімерних матеріалів. – К.: НМК ВО, 1993. – 64 с.

2. Бурмистенков А.П., Панасюк И.В. К вопросу об определении конструктивных и технологических параметров планетарно-центробежной установки // Изв. вузов. Технол. легк. пром-ти. – 1991. – № 3. – С. 139-141.

3. Панасюк И.В., Бурмистенков А.П. Определение некоторых физико-механических свойств полимерных материалов в среде низких температур, необходимых для расчета галтовочного оборудования // Изв. вузов. Технол. легк. пром-ти. – 1991. – № 4. – С. 121-124.

4. Бурмистенков О.П., Панасюк І.В. Планетарно-відцентрова установка для фінішної обробки дрібних деталей // Легка промисловість. – 1993. – № 2. – С. 30-32.

5. Панасюк І.В. Вплив характеристик литих деталей на процес їх оздоблювально-очисної обробки // Легка промисловість. – 1996. – № 1. – С. 55.

6. Панасюк И.В. К вопросу о динамике частицы в емкости со сложным движением // Проблеми сучасного машинобудування. – Хмельницький: ТУП. – 1996. – С. 53 - 55.

7. Панасюк І.В. Експериментальне дослідження динамічних навантажень в барабані планетарно відцентрової установки // Вісник Технологічного університету Поділля. Серія 1, технічна. – 1997. – № 1. – С. 150-151.

8. Панасюк И.В. Отделочно-зачистная обработка полимерных деталей и предъявляемые к ним требования // Праці III-ї міжнародної науково-практичної конференції “Сучасні інформаційні технології життєзабезпечення людини”. – Випуск №3. – Кам”янець-Подільський, Київ. – 1998. – С. 21-24.

9. Панасюк І.В. Про взаємодію оброблюваних деталей і частинок наповнювача в ємкості планетарно відцентрової установки // Вісник Технологічного університету Поділля. – 1998 – Ч.2, № 4 – С. 56-58.

10. Панасюк И.В. Определение сил действующих на рабочую среду внутри емкости планетарно-центробежной установки // Легка промисловість. Київ, ДАЛПУ. – Ч.3. – 1998. – С. 59-83

11. Бурмистенков О.П., Панасюк І.В. Експериментальне дослідження процесу видалення ливників облою з полімерних деталей у планетарно-відцентровій установці // Вісник Технологічного університету Поділля. – 1999. – Ч.2, № 4. – С. 69-70.

12. Панасюк І.В. Визначення об’єму матеріалу, що видаляється у планетарно-відцентровій галтувальній установці // Проблемы легкой и текстильной промышленности. – 1999. – № 2. – С. 235-238.

13. Панасюк І.В. Визначення кута відриву частинок середовища в ємкостях з планетарним рухом // Вісник державної академії легкої промисловості України. – 1999. – № 2. – С. 120-123.

14. Панасюк І.В. Траєкторія частинки сипкого середовища в ємкості, що обертається відносно трьох осей // Вісник київського державного університету технологій та дизайну. – 2000. – № 2. – С. 120-123.

15. Панасюк И.В. Влияние параметров наполнителя на процесс удаления литников с полимерных деталей в планетарно-центробежной установке // Обработка дисперсных материалов и сред. – 2002 – №12. – С. 104-107.

16. Бурмистенков О.П., Панасюк І.В. Аналітичне визначення зносу поверхні полімерних деталей, що обробляються в обертових ємкостях // Вісник Технологічного університету Поділля. – 2003. – Ч. 1, Т. 1, №6. – С. 141-145.

17. Бурмистенков О.П., Панасюк І.В. Визначення інтенсивності перемішування робочого середовища в планетарно-відцентрових установках // Вісник КНУТД. – 2003. – №2. – С. 62 - 66.

18. Панасюк І.В. Рівняння стану основного масиву сипкого матеріалу в обертових горизонтальних і планетарних барабанах // Вісник КНУТД. – 2003. – №3. – С. 232-236.

19. Панасюк І.В. Розподіл навантаження в основному масиві сипкого матеріалу в горизонтальних і планетарних барабанах // Вісник КНУТД. – 2003. – №4. – С. 164-168.

20. Панасюк І.В. Аналітичне визначення часу обробки деталей технологічним середовищем в обертових ємкостях // Вісник КНУТД. – 2004. – №1. – С. 114-118.

21. Бурмистенков О.П., І.В.Панасюк Дослідження руху частинок сипкого середовища у ковзному шарі в обертовому барабані // Вісник Технологічного університету Поділля. – 2004. – Ч. 1, Т. 1, №1. – С. 141-145.

22. Панасюк І.В. Експериментальне дослідження швидкості частинок сипкого середовища в обертовому барабані // Вісник КНУТД. – 2004. – №2. – С. 72-76.

23. Панасюк І.В. Експериментальне дослідження кута відриву частинок сипкого середовища від стінки в обертовому планетарному барабані // Вісник Технологічного університету Поділля. – 2004. – Ч. 1, Т. 3, №2. – С. 9-13.

24. Панасюк І.В. Алгоритм розрахунку кількості матеріалу, що видаляється з полімерних деталей при фрикційному контакті з абразивними частинками // Вимірювальна і обчислювальна техніка. – 2003. – №12. – С. 210-213.

25. Панасюк І.В., Запека М.В. Дослідження швидкості руху частинок робочого середовища в планетарному барабані з горизонтальними осями обертання // Вісник КНУТД. – 2004. – №3. – С. 52-55.

26. Планетарный центробежный станок для обработки деталей свободным абразивом: А.с. 1551334 СССР, МКИ В24 В31/02 / А.П. Бурмистенков, И.В. Панасюк (СССР). – № 4371253/08; Заявл. 29.11.88; Опубл. 23.03.90, Бюл. №11. – 4 с.

27. Планетарный центробежный станок для обработки деталей свободным абразивом: А.с. 1703411 СССР, МКИ В24 B31/104 / А.П. Бурмистенков, И.В. Панасюк, В.А. Ломака, В.В. Пономаренко (СССР). – № 4668400; Заявл. 28.03.89; Опубл. 07.01.92, Бюл. № 1. – 6 с.

28. Панасюк И.В. Определение параметров относительного движения частиц сыпучей среды в емкостях планетарно-центробежных установок // Тезисы докладов XLII научной и X научно-методической юбилейных конференций профессорско-преподавательского состава посвященных 60-летию основания института. - Киев: КТИЛП. - 1990. - С.252

29. Бурмистенков О.П., Панасюк І.В. Математична модель динаміки частинки сипкого середовища в ємкості зі складним рухом // Тези доповідей міжнародної науково-технічної конференції “Вдосконалення обладнання легкої промисловості та складної побутової техніки”. – Хмельницький: ХТІ, 1993. – С.34.

30. Бурмистенков О.П., Панасюк І.В. Особливості динаміки сипкого середовища в ємкостях зі складним рухом // Наукові праці. Ювілейна наукова конференція професорсько-викладацького складу, присвячена 65-річчю заснування академії. – К.: ДАЛПУ, 1995. – Ч. II. – С. 3.

31. Бурмистенков А.П., Панасюк И.В. Галтовочная установка с трехмерным движением емкости // Тези доповідей науково-практичної конференції “Технологічний Університет в системі реформування освітньої та наукової діяльності Подільського регіону”. – Хмельницький: ТУП, 1995. – С. 345.

32. Бурмистенков А.П., Панасюк И.В., Скринник В.В. Аналитическое определение износа обрабатываемых деталей в галтовочных установках // Сборник научных трудов ХII международной научной школы «Вибротехнология – 2002». Выпуск №12. – Одесса: НПО «ВОТУМ». – 2002. – С. 32-34.