Статті (КМПМ)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Дослідження двоточкового контакту колеса з рейкою.(СНУ ім. В. Даля, 2023) Цигановський, І. О.; Ковтанець, М. В.; Сергієнко, О. В.; Просвірова, О. В.Розглянуто контакт колеса з рейкою для випадку, коли одна точка контакту знаходиться на ободі колеса, а інша на гребені. Положення цих точок визначається для обох коліс колісної пари залежно від заданого бокового відносу та кута виляння. Незалежно від того, статичний або динамічний рух колісної пари розглядається, необхідний точний алгоритм визначення точок початкового дотику. Особливу роль грає можливість визначення алгоритмом двоточкового контакту. Усі алгоритми пошуку точок початкового торкання можна розділити на дві групи: перша група розглядає тіла колеса та рейки як жорсткі, та завдання пошуку вирішується як чисто геометричне, друга група розглядає контактуючі тіла як пружні та завдання вирішується за допомогою комбінації геометричних методів та методів теорії пружності. Розглянуто найпоширеніші методи із першої та другої групи. В одній із моделей між колесом та рейкою вводиться фіктивна контактна пружина, жорсткість якої коригується в процесі вирішення завдання. Далі за одним із наведених методів визначається найбільше проникнення колеса в рейку і після вирішення системи лінійних рівнянь визначаються контактні зусилля і потім нове положення колісної пари. Дана модель була взята за основу подальшого дослідження. Для визначення максимального проникнення було використано методом максимальної відстані. Для цього для кожної точки об'єму перетину, що відноситься до рейки, знайдено точку на колесі, яка знаходиться від неї на мінімальній відстані. Розроблено блок-схему алгоритму пошуку точок початкового торкання колеса та рейки. З метою перевірки ефективності запропонованого алгоритму, було розроблено програму у середовищі C++ Buider 6.0 у якій озглядалися нові та зношені профілі колеса та рейки, що використовуються як еталонні для манчестерського тесту. Наведено результати чисельного моделювання двоточкового контакту для нових та зношених профілів колеса та рейки для демонстрації розробленого алгоритму.Item Дослідження зносостійкості абразивних гранул(СНУ ім. В. Даля, 2024) Шумакова, Т. О.; Ніколаєнко, А. П.; Shumakova, T. O.; Nikolaenko, A. P.У статті були наведені результати аналізу формул,для визначення зносу абразивних гранул длявібраційної обробки деталей у середовищі вільнихабразивів. Наведено результати експериментальнихдосліджень зносу абразивних гранул різнихгеометричних форм. Проаналізовано, на прикладіобробки пласких та циліндричних сталевих зразківпротягом 240 хвилин зв’язок між продуктивністювібраційної обробки та їх зносом. При виконанніекспериментальних досліджень, використовувалисяабразивні гранулами в формі конусів, пірамід, якімають в основі квадрат, неопуклий шести- тавосьмикутник, а також пірамід, що мають в основінеопуклий шестикутник у формі «мальтійськогохреста». Було встановлено, що гранули, які маютьрізну форму (при однакових складових компонентахта масі), під впливом одних і тих самих коливаньзношуються по-різному. Найбільшого зношування звтратою своєї первинної геометричної формизазнають гранули у формі пірамід, які мають воснові неопуклий восьмикутник і гранули у форміпірамід, які мають в основі неопуклий восьмикутнику формі «мальтійського хреста», в порівнянні зконусами зношування вище на 10 і 24 % відповідно.Гранули у формі конусів, пірамід, які мають в основіквадрат і пірамід, які мають в основі неопуклийшестикутник, в процесі роботи зберігають своюформу і зношуються менш інтенсивно: в порівнянніз конусами – на 2 і 7 % більше відповідно. Врезультаті проведених спостережень за процесомзношування та зміни форми досліджуванихабразивних гранул встановлено, що для забезпеченнявисокої зносостійкості необхідно, аби кути гранул,що утворюють внутрішні поверхні (грані гранули),були більшими за 47°і меншими за 135° (цей висновокбуло обумовлено геометрією досліджуваних гранул).Кути, що утворюють ребра гранули, мають бутигострими й їх величина має бути рівною 60°, оскількипри менших значеннях спостерігатиметьсяпідвищене зношування, а при більших – низькапродуктивність гранул (обумовлено результатамиекспериментальних досліджень, що проводилися вроботі). При цьому грані, що утворюють ці кути,мають бути доступними і мати достатній площуповерхні для ефективного взаємного контакту здеталями і іншими гранулами.Item Розрахунок параметрів та розробка елементів вібраційного обладнання фінішної обробки вільними абразивами(СНУ ім. В. Даля, 2024) Романченко, О. В.; Логунов, О. М.; Romanchenko, О. V.; Lohunov, О. M.У статті представлено розрахунок таобґрунтування основних параметрів обладнанняфінішної обробки, що застосовується на різнихпідприємствах промисловості. Обґрунтованозастосування обладнання без жорсткогокінематичного зв'язку інструменту таоброблюваних деталей на етапі оздоблювально-зачистних операцій. На основі аналізу методівобробки вільним абразивним інструментом якнайбільш ефективний обраний метод обробкидеталей у вібруючих резервуарах. Обраний методдозволяє проводити очищення, видалення задирок,заокруглення гострих кромок та зниженняшорсткості поверхні. Основною конкурентноюперевагою обробки вільним абразивнимінструментом у вібруючих резервуарах єможливість реалізувати одночасну обробку великоїкількості деталей при досягненні необхіднихпоказників якості поверхні. На основі аналізухарактеристик та габаритних розмірівоброблюваних деталей, обробляючого інструментута резервуару представлений класифікатордеталей. Розраховано внутрішні розміри резервуарувібраційного обладнання фінішної обробки.Здійснено розрахунок робочих режимів обладнання звибором амплітуди, частоти та сили коливаньстворюваних віброзбудником. У процесі синтезурезервуара як основного елемента вібраційногообладнання обґрунтовано застосування поліефірнихматеріалів як аналога. Застосування поліефірнихматеріалів, а саме поліетилентерефталата(PET пластику) дозволяє скоротититрудомісткість, підвищити економічнуефективність виробництва та забезпечитивиконання екологічних норм як у процесівиробництва, так і за подальшої переробки. Дляперевірки характеристик міцності резервуаравиготовленого з PET пластику моделюванняпроводилося в спеціально розробленому режимі, приякому амплітуда, частота і сила коливаньперевищували аналогічні максимальні показникиробочих режимів на 70%. На основі даних,отриманих в результаті моделювання проведенопорівняльний аналіз характеристик міцностірезервуарів спеціалізованого технологічногообладнання виготовлених зі сталі 3 іполіетилентерефталату (PET пластик). Встановлено можливість і доцільністьзастосування PET пластику як матеріала-аналогадля виготовлення резервуару при забезпеченнінеобхідних характеристик міцності.Item Дослідження та аналіз мікротвердості обробленої поверхні прокатних валів(СНУ ім. В. Даля, 2024) Мелконов, Г. Л.; Melkonov, H. L.В даній роботі наукові дослідження спрямовані навивчення мікротвердості поверхневого шару валка,як однієї з важливих проблем у машинобудуванні.Мікротвердість і глибина наклепу поверхневогошару є одними з основних показників якості поверхні,що грають одну з найважливіших ролей приостаточній обробці готового виробу. Виходячи зцього питання дослідження та вивченнямікротвердості обробленої поверхні токарних валівпри чистовому точенні чашковими рецесії, щопримусово обертаються, є актуальним ізатребуваним в сучасному виробництві, а особливо вмашинобудуванні. Проведені в роботі дослідженнядали можливість для визначення ступеня та глибининаклепаного шару в залежності від режимів різаннята кута схрещування осей інструменту тазаготівлі. Так само в роботі зроблено тапредставлено аналіз отриманих результатів урезультаті дослідження. У роботі показано при якихпараметрах режимів різання та кута схрещуванняотримано значення глибини наклепаного шару таступеня наклепу. Також у роботі виведена емпіричнаформула залежності ступеня наклепаного шару відрежимів різання та кута схрещування, що даєможливість вирішення поставленої мети роботи.Так як при постачанні обладнання сортових станівмашинобудівні компанії та підприємствапередають клієнту калібрування валків дляпередбачуваного профільного сортаменту,розроблені власними калібрувальними бюро, вони незаймаються питанням даних калібрування та далеконе завжди мають такі властивості, якуніверсальність, економічність і гнучкість, що єважливим при кінцевому завершенні технологічногопроцесу. Тому головне завдання інженерів в галузімашинобудування – є забезпечення клієнтаобладнанням для стабільного випуску кінцевоїпродукції, але при цьому максимально скоротившитерміни введення в дію. Тож приділена увагадослідженню та вивченню мікротвердостіобробленої поверхні прокатних валів у разівикористання для чистової обробки чашечних різців,що примусово обертаються є актуальнимпитанням. Вивчення мікротвердості проводилосязалежно від режимів різання та кута схрещуванняосей валу та інструменту.Item Змінні шпиндельні головки обробних центрів із модернізованими сполучними елементам(СНУ ім. В. Даля, 2024) Кроль, О. С.; Цанков, П.; Krol, O. S.; Tsankov, P.Розглянуто процес 3D моделювання приводу головного руху обробного центру (ОЦ) зі змінними формоутворюючими шпиндельними головками та модифікованими зубчастими муфтами. Представлені тривимірні моделі формотворчих вузлів ОЦ, призначених для різних технологічних операцій методами свердління, фрезерування та розточування складних корпусних деталей. Показано ефективність використання нових функціоналів: граничного представлення геометрії B-rep та тривимірної операції «Вирізання», адаптованих для побудови 3D моделей корпусних деталей приводу та шпиндельних головок. Використано модуль розрахунків механічних передач Компас Gears, в якому реалізуються геометричне моделювання та розрахунки на міцність циліндричних і конічних зубчастих передач та зубчастих муфт в процесі 3D моделювання. Зазначено, що при застосуванні тривимірної операції побудови зубчастих вінців методом імітації зубофрезерування досягається підвищення швидкості профілювання робочих поверхонь зубчастого зачеплення. Висунуто ідею вдосконалення конструкції зубчастих муфт за критерієм мінімізації навантажувальної здатності, які використовуються для з’єднання валів приводу оброблювального центру з валами вертикальної, довбальної та кутової шпиндельними головками. Запропоновано заміну класичного циліндричного профілю робочої поверхні зуба внутрішнім конічним зачепленням зубів з круговим профілем. Зроблено аналітичний розрахунок основних геометричних характеристик модифікованого профілю зачеплення зубів зубчастих муфт. Введений коефіцієнт довжини зубів стосовно стандартної та модифікованої конструкцій, як критерій оцінки рівня згинальних напруг у зоні контакту. Обґрунтовано припущення, що отримані розрахункові значення коефіцієнта форми зуба для випадку евольвентного зачеплення мало відрізняються при розгляді кругового профілю модифікованої муфти в межах робочої висоти витка на ділильному діаметрі. Відзначено вплив коефіцієнта форми зубів на зниження рівня контактної напруги. Реалізовано експериментальний розрахунок комплексного коефіцієнта зниження напруги для модифікованої конструкції зубчастої муфти.Item Дослідження впливу зміцнювальної електронно-променевої обробки на структуру високолегованих інструментальних сталей(СНУ ім. В. Даля, 2024) Шевченко, О. В.; Shevchenko, O. V.У роботі було досліджено вплив зміцнювальної електронно-променевої обробки на мікроструктуру та мікротвердість поверхневих шарів швидкорізальних та штампових сталей. Експериментально встановлено граничні режими обробки, при яких досягається максимальна мікротвердість поверхневого шару, і водночас попереджається поверхневе оплавлення. В якості комплексного параметру режиму обробки, що визначає характер нагрівання та охолодження інструменту при його обробці електронним променем, запропоновано використовувати щільність потужності електронного променя. Щільність потужності електронного променя включає в себе всі основні інші параметри режиму електронно-променевої обробки, а саме діаметр, потужність та швидкість переміщення електронного променя відносно виробу, що піддається обробці. Встановлено, що максимальна мікротвердість зміцненого шару досягається у разі високотемпературного гартування без оплавлення. При цьому також забезпечується максимальна дисперсність структури практично по всій глибині зміцненого шару. Поверхневе оплавлення інструменту при електронно-променевій обробці євкрай небажаним. За таких умов обробки відбувається різке зменшення мікротвердості поверхневого шару, який містить значну кількість залишкового аустеніту. Гартування із утворенням значної кількості залишкового аустеніту призводить до різкого зменшення вмісту карбідів. Недостатній вміст карбідів та надмірний вміст залишкового аустеніту призводить до зменшення зносостійкості інструменту. Водночас погіршується пручання інструменту пластичній деформації при підвищених температурах. Встановлено, що на глибину зміцненого шару, що утворюється при електронно-променевій обробці швидкорізальних та штампових сталей, суттєвим чином впливає вихідна мікроструктура цих сталей. Задля отримання максимальної глибини зміцненого шару при електронно-променевій обробці швидкорізальних та штампових сталей, ці сталі слід піддавати попередній термічній обробці у вигляді об’ємного гартування та відпуску. Визначено оптимальні значення коефіцієнта перекриття при електронно-променевій обробці, при якому забезпечується мінімальна ширина зон відпуску.Item Розробка методики неруйнівного контролю пружин з використанням магнітного структурного аналізу(СНУ ім. В. Даля, 2024) Шевченко, О. В.; Shevchenko, O. V.В статті досліджено взаємозв’язок міжтвердістю, залишковою деформацією піднавантаженням та коерцитивною силою пружинпідвіски рухомого складу залізничного транспорту.За результатами випробувань пружин на залишковудеформацію під навантаженням встановлено, щооптимальною структурою пружин є трооститвідпуску. Саме структура трооститу відпускузабезпечує оптимальні пружні властивостіпружинних сталей в умовах знакозміннихнавантажень. Доведено, що для контролю якостіпружин замість процедур вимірювання твердостіта залишкової деформації можна використовуватипроцедуру вимірювання коерцитивної сили пружин.Коерцитивна сила, також як і твердість, єструктурно чутливим параметром. Впровадження увиробничий процес магнітного структурного аналізузамість вимірювання твердості та випробуваньпружин на залишкову деформацію дозволяєсуттєвим чином спростити процедуру контролюякості пружин. Встановлено, що наявність наповерхні пружин зневуглецьованого шару практичноніяк не впливає на коерцитивну силу пружин, заумови, якщо товщина зневуглецьованого шару неперевищує значень, регламентованих діючимстандартом. Отже, певне, але не дуже суттєвезменшення коерцитивної сили пружин повідношенню до рекомендованих значень можесвідчити про наявність на поверхні пружинзневуглецьованого шару понаднормової товщини.Наявність на поверхні пружин тріщин ніяк невпливає на їхню коерцитивну силу, незалежно відприроди тріщин та механізмів їхнього утворення.Коерцитивна сила пружин залежить виключно відїхньої структури, яка визначається режимомтермічної обробки. Доведено, що оптимальнатвердість пружин та коерцитивна сила, щовідповідає цій твердості, можуть бути встановленілише за результатами попередніх випробуваньпружин на залишкову деформацію піднавантаженням. Саме залишкова деформація піднавантаженням є основною експлуатаційноюхарактеристикою пружин, який визначаєможливість або неможливість їхньоговикористання в тих або інших умовах. Таким чином,результати досліджень дозволяють встановитивзаємозв’язок між експлуатаційнимихарактеристиками та структурою пружин і самена основі цього взаємозв’язку розробити оптимальнуметодику неруйнівного контролю структурипружин в умовах серійного виробництва.Item Вплив фізико-механічних характеристик матеріалу виробів машинобудування на їх зносостійкість(СНУ ім. В. Даля, 2024) Ніколаєнко, А. П.; Шумакова, Т. О.; Nikolaienko, A. Р.; Shumakova, T. О.У статті обґрунтовано необхідність підвищення довговічності деталей машин та технічних виробів, з метою забезпечення конкурентоздатності вітчизняного галузевого машинобудування. Ключову роль у покращенні експлуатаційних характеристик відіграє якість поверхневого шару деталей та вузлів. До основних характеристик поверхневого шарудеталей відносяться твердість та зносостійкість матеріалу, з якого вони виготовлені. Представлено аналіз поширених технологічних методів підвищення зносостійкості деталей машин шляхом пластичного деформування поверхні та їх порівняння з методом віброабразивної обробки, що проводиться на верстатах з U - подібною формою контейнера. Підкреслено, що універсальність обладнання для ВіО забезпечує можливості здійснення з її допомогою цілого ряду операцій, таких як зачисні, оздоблювальні, у тому числі зміцнюючі. Оскільки фізична природа зміцнення повністю не з’ясована, атакож на процес віброабразивної обробки впливають понад 50 факторів, що його ускладнює аналітичний опис, експериментальні дослідження є актуальним завданням. В статті наведено результати ряду досліджень процесу формування вібронаклепу та параметри, що впливають на зміну мікротвердості поверхневого шару при вібраційній обробці. Проведено дослідження таких параметрів, як амплітуда,частота коливань, робоче середовище. Аналіз результатів дослідження впливу амплітуди ічастоти коливань показав, що зі збільшенням амплітуди та частоти коливань відзначається збільшення мікротвердості поверхневого шару. Дані результати пояснюються збільшенням сил мікроударів гранул робочого середовища, яківпливають на оброблювану поверхню зразків. На представлених у статті графіках продемонстровано результати досліджень впливу робочого середовища на зміну мікротвердості поверхневого шару зразків. У якості робочого середовища, яке підлягало порівнянню, використовувались сталеві загартовані кулі, фарфорові кулі та абразивні гранули.Представлені результати експериментальних досліджень впливу вібраційної обробки на зносостійкість виробів машинобудування в умовахтертя поверхонь.Item Геометричні ознаки перфораційного маркера та їх стійкість до перешкод(СНУ ім. В. Даля, 2024) Логунов, О. М.; Logunov, O. M.Показана сфера застосування перфораційнихмаркерів –системи управління якістю продукціївиробництв, що використовують сировинубіологічного походження та механічну, термічну тахімічну обробку виробів, під час якої можевидалятися зовнішній шар матеріалу разом змаркуванням, а також значно змінюватися оптичніхарактеристики поверхні виробів. Розглянутоспецифічного вигляду маркер, якийвикористовується у шкіряному виробництві.Розглянуто спосіб визначення орієнтації під часрозпізнавання за допомогою геометричних ознак.Отримано вирази для визначення геометричних імоментних ознак, які використовуються під часрозпізнавання зображення маркера, а самекоординат центра ваги та значення осьовихмоментів інерції. Проведено комп’ютернийексперимент, в результаті якого отримано графікирозподілу кута повороту головної центральної осі змінімальним моментом інерції відносно базовогоряду маркера специфічного вигляду та графікирозподілу моментів третього порядку щодоголовних центральних осей інерції. Аналіз обранихгеометричних і моментних ознак показав, що впливокремих похибок визначення координат центрівотворів нівелюється й не спричиняє істотноговпливу на їхні значення. Обґрунтовано вибіргеометричних і моментних ознак для визначенняорієнтації маркера. Для перевірки впливу намоментні ознаки похибок нанесення отворів тадеформації маркерної матриці при обробці виробівбуло виконано експеримент з використанням 958зображень маркування, отриманих на прототипі вреальних умовах виробництва. Проводилосярозпізнавання та декодування маркерів, визначалисякоординати центрів всіх отворів тарозраховувалися моментні ознаки для зображеногомаркера і для того ж маркера, але без спотвореньсітки розташування отворів. Побудованогістограми розподілу відстаней між рядами отворівта нормованого відхилення центрів отворів від вузлівсітки. Побудовано таблицю розкиду геометричниххарактеристик маркерів за результатамиекспериментальної обробки тестової партії.Показано, що розподіл відхилення отворів від вузлівкоординатної сітки має нормальний характер.Item Моделювання динаміки шпиндельного вузла фрезерного верстата.(2021) Алієв, В. Е.; Кроль, О. С.Item CAD – системи та принципи наочності при вивченні технічних дисциплін(СНУ ім. В. Даля, 2022) Карпюк, Л. В.; Давіденко, Н. О.; Karpyuk, L. V.; Davydenko, N. O.У статті розглядаються питання та проблеми графічного навчання студентів, з якими вони зустрічаються під час вивчення технічних дисциплін. У сучасних умовах в технічних вишах необхідний новий якісний підхід до графічної підготовки студентів різних рівнів навчання. До підготовки фахівців машинобудівної галузі висуваються підвищені вимоги. Реалізація цих вимог за умовами системи традиційної освіти пов'язані з певними труднощами. Впровадження інформаційних технологій (у тому числі 3D моделювання) в навчання дозволяє досить швидко розробляти та пропонувати студентам різноманіття варіантів індивідуальних завдань за великою кількістю тем з урахуванням рівня початкової геометричної, графічної та комп'ютерної підготовленості студентів. Рівень складності індивідуальних завдань повинен бути таким, щоб викликати у студента потребу до початку роботи на комп'ютері проаналізувати та оптимізувати окремі етапи вирішення поставленого завдання. Також у статті показана важливість використання дидактичного принципу наочності щодо графічних дисциплін, представлено класифікацію засобів наочності. Розглянуто теоретико-методичні аспекти більш повного застосування дидактичних можливостей наочних засобів навчання як нереалізованого потенціалу у справі вдосконалення викладання графічних дисциплін, оволодіння методикою їх раціонального використання. Проблеми, що стосуються наочності щодо графічних дисциплін були актуальні завжди, оскільки нарисна геометрія, інженерна графіка і комп'ютерна графіка вивчають форму, розміри та взаємне розташування різних предметів у просторі. Особливості проектування виробів машинобудування вимагають якісної підготовки фахівців, які володіють сучасними інформаційними технологіями. У статті також розглядаються методи організації навчального процесу з використанням комп'ютерних технологій та обґрунтовується необхідність застосування CAD – систем з метою підвищення наочності та якості при вивченні графічних дисциплін у підготовці фахівців технічних вузів. Принцип роботи сучасних CAD-систем заснований на застосуванні однакових прийомів створення 3-х вимірних моделей та отримання креслеників. Це дає можливість організувати навчання студентів на базі одного пакета, і при цьому небезпідставно вважати, що вони зможуть працювати з іншими аналогічними пакетами. Роль сучасних систем автоматизованого проектування активно зростає, тому важливо використовувати САПР у навчальному процесі майбутніх бакалаврів з механічної інженерії. В першу чергу це стосується аналізу на основі CAD-систем, які разом з класичними дисциплінами забезпечують більш наочне, глибоке та якісне засвоєння навчального матеріалу студентами. Крім того, всебічні знання, здобуті на основі САПР, дозволяють перемагати у конкурентній боротьбі на ринку праці. CAD-модулі знайшли широке використання для 2D- та 3D-моделювання.