Анотація до роботи:

Хамуйєла Т.О. Синтез машинних лещат з покращеними пружно-силовими характеристиками для металорізальних верстатів. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук, Кіровоград, 2008.

В дисертації викладені патентно-інформаційні дослідження і сформульовані основні вимоги до машинних лещат, призначених на верстатах фрезерно-свердлильно-розточувальної групи. І виконаний теоретичний аналіз пружно-силових характеристик лещат при різних змінних факторах: співвідношення жорсткостей підсистем “нерухома губка-деталь” і “рухома губка-деталь”; співвідношеннях вильоту сили різання і висоти губок; дії сил тертя в рухомих частинах. Виведені аналітичні залежності сумарної сили затиску від різних факторів. Для врахування різних варіантів навантаження системи “лещата-деталь” запропонована загально (універсальна) залежність для сумарної сили затиску, яка діє і змінюється при різанні.

Вперше теоретично встановлено і експериментально підтверджено, що для стабілізації процесу різання на прикладі фрезерування необхідно виконувати рівно жорсткою систему “лещата-деталь” і вводити додаткові кінематичні ланцюги, як підсилювачі. З метою досягнення покращених пружно-силових характеристик запропонований системно-морфологічний підхід з використанням методу морфологічного аналізу на етапах структурного, схемного і параметричного синтезу машинних лещат. Отримані результати дозволили розробити конструктивні, технологічні, експлуатаційні і організаційні заходи по створенню нових конструкцій машинних лещат на рівні винаходів і корисних моделей.

Основний результат роботи – підвищення техніко-економічних показників і розширення технологічних можливостей верстатів фрезерно-сверлильно-розточувальної групи за рахунок створення МЛ з покращеними пружно-силовими характеристиками, що дозволяє зробити наступні висновки:

1. На основі патентно-інформаційних досліджень сформульовані основні напрямки створення МЛ з покращеними пружно-силовими характеристиками по критеріям: високий коефіцієнт підсилення, високий К.К.Д.; стабільна і рівномірна жорсткість затискних елементів машинних лещат з боку рухомої і нерухомої губок.

2. Дослідження показали , що при різній жорсткості губок _с = С₂/С₁ і дії сили різання в бік рухомої губки з меншою жорсткістю С₁ сумарна сила затиску Т зменшується, а при дії сили різання в бік нерухомої губки з жорсткістю С₂ > С₁ збільшується. Так при коефіцієнті нерівномірності _с = 3 сила Т в першому випадку зменшується в 1,5 рази, а при умові дорівнює нулю.
3. Доведено, що при зміні вильоту сили різання Р коефіцієнт нерівномірності _с змінюються при чому чим більше виліт Н, тим менше коефіцієнт нерівномірності _с. Наприклад, при моменті ручного затиску М_р = 120 Нм і Н = 30 мм _с = 3, а для

Н = 100 мм _с = 2, тобто в 1,5 рази менше.

4. Сили тертя в рухомій частині МЛ призводять до підвищення сили затиску і в той же час зменшують ККД, що потребує додаткових кінематичних ланцюгів у вигляді різних підсилювачів: диференціальних, гвинтових механізмів, гідро пластових, ексцентрикових, тощо.

5. На основі розроблених математичних моделей і їх графічній інтерпретації виведені аналітичні залежності сумарної сили затиску, які враховують нерівномірність жорсткості , співвідношення вильоту l сили різання і висоти губок, а сили тертя в напрямних рухомої губки. Запропонована узагальнена (універсальна) аналітична залежність для сумарної сили затиску.

6. Використання системно-морфологічного підходу і, зокрема, методу морфологічного аналізу при обраних основних ознаках і якісних показниках працездатності дозволяє здійснювати структурний і структурно-схемний синтез МЛ для призматичних деталей. Цей метод дає можливість знайти нові оригінальні рішення на неосяжному просторі можливих і неможливих варіантів.

7. Запропоновано досягнення рівножорсткої системи “лещата-деталь” здійснювати кількома шляхами: а) виконання двох рухомих губок від одного приводу; б) виконання двох рухомих губок від двох приводів; в) введення пружного зв'язку між нерухомою губкою і корпусом, що потребує мінімальних витрат на модернізацію.

8. Розроблена методика проектування МЛ з покращеними пружно-силовими характеристиками і рекомендації по їх розрахунку, виготовленню і сертифікації згідно запропонованих ТУ для спеціалізованого виробництва.

9. Завдяки теоретичним дослідженням, які підтверджені результатами експериментів, і запропонованому системно-морфологічному підходу синтезовані нові схеми і конструкції МЛ на рівні винаходів і корисних моделей.

10. Результати роботи передані для використання у промисловості і впроваджені в навчальному процесі в КНТУ і НТУУ “КПІ„ .

Публікації автора:

1. Кузнєцов Ю.М. Системно морфологічний підхід при створенні затискних пристроїв для затиску призматичних заготовок / Кузнєцов Ю.М., Хамуйєла Т.О., Крижані-вський В.А.– Наукові праці КНТУ №15, 2004. – С. 381-387.

здобувачем розглянута ієрархія опису і схемний синтез затискних лещат за допомогою методу морфологічного аналізу

2. Кузнєцов Ю.М. Пружно-силові характеристики машинних лещат / Кузнєцов Ю.М., Хамуйєла Т.О. – Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. Загальнодержавний міжвідомчий науково технічний збірник. КНТУ Вип. 35, 2005. – С. 249-254.

здобувачем вперше доведено, що сили різання змінюють силу затиску призматичної деталі залежно від співвідношення жорсткостей губок

3. Кузнецов Ю.Н. Создание зажимных устройств с несколькими кинематическими целями для призматических заготовок / Кузнецов Ю.Н., Хамуйела Т.О., Неделчева П.Н. – Габрово: Труды международной научной конференции УНИТЕХ ' 05, 2005

Том II – 2005 – С. 63-68.

здобувачем розглянута проблема створення нових малоенергоємких затискних пристроїв перемінної структури до складу яких входять два и більше паралельно чи паралельно-послідовних з’єднання

4. Хамуйєла Т.О. Експериментальні дослідження пружно-силових характеристик машинних лещат для металорізальних верстатів / Хамуйєла Т.О. – Вісник НТУУ “КПІ”, серія машинобудування № 49, 2006. – С. 22-25.

здобувачем вперше підтверджено, що сили різання змінюють сили затиску призматичної деталі залежно від співвідношення жорсткостей губок

5. Кузнецов Ю.Н. Влияние схемы нагружения на упруго-силовые характеристики машинных тисков для металлорежущих станков / Кузнецов Ю.Н., Хамуйела Т.О., Неделчева П.М. – Габрово: Труды международной научной конференции УНИТЕХ ' 06, 2006.

Том II – 2006 – С. 79-84.

здобувачем наведені рекомендації по стабілізації сили затиску жорсткості системи “лещата-деталь”

6. Кузнецов Ю.Н., Особенности проектирования станочных (машинных) и слесарных тисков для ремонтных предприятий АПК/ Кузнецов Ю.Н., Хамуйела Т.О. – Куртамыш: Материалы международной научно-практической конференции “Развитие АПК” 2006.

Том 3 – 2006 – 94-106 с.

здобувачем приведений один з ефективних методів пошуку нових технічних рішень при створенні малоенергомістких, рівножерстких и широкодіапазонних лещат.. Для відбору кращих рішень лещат в якості критеріїв можуть служити коефіцієнт зусилля, КПД и коефіцієнт нерівномірності жорсткості

7. Кузнєцов Ю. М., Експериментальні дослідження впливу різних факторів на пружні характеристики машинних лещат/ Кузнєцов Ю. М., Радченко С. Г., Хамуйєла Т. О. – Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. Загальнодержавний міжвідомчий науково-техн. зб. КНТУ Вип. 50, 2007. –101-111 с.

здобувачем приведені результати моделювання залежностей експериментальних значень пружних віджать в різних напрямках за трьома факторами

8. Патент 9418 України МПК В23 Q 3/08 на корисну модель “Лещата”/ Кузнєцов Ю.М., Кириченко А.М., Хамуйєла Т.О., заявник і патентовласник Кіровоградський національний технічний університет – № 200503431; заяв. 12.04.05; опубл. 15.09.05, Бюл. № 9.

здобувачем запропоновані лещата в яких гвинт механізму попереднього силового затиску зв’язаний через муфту граничного крутного моменту з механізованим приводом

9. Патент 15583 України МПК В23 Q 3/08 на корисну модель “Лещата”/ Кузнєцов Ю.М., Хамуйєла Т.О., Яковенко С.П., заявник і патентовласник Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” – № 200512035 від 14.12.2005, опубл. 17.07.2006, Бюл. № 7.

здобувачем запропоновані лещата які містять в з’єднанні нерухомої губки з корпусом розташовані пружні елементи у вигляді тарілчастих пружин

10. Патент 21917 України МПК В23 Q 3/08/ Кузнєцов Ю.М., Хамуйєла Т.О., Панченко М.М., заявник і патентовласник Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” – № 200611012 від 18.10. 06, опубл. 10.04. 07, Бюл. № 4.

здобувачем запропоновані лещата, що містять нерухому і рухомі губки, з’єднані з ними накладки з порожнинами, силовий привід, які відрізняються тим, що в порожнинах накладок зафіксовані замкнені еластичні оболонки з рухомим сипучим або текучим середовищем