Анотація до роботи:

Кулик Г.Г. Оптимізація технології фрикційної розрізки круглих труб з обертанням. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.08 – технологія машинобудування. – Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Харків 2005.

Дисертацію присвячено оптимізації технологічного процесу фрикційної розрізки круглих сталевих труб з обертанням. Розрізка з обертанням труби дозволяє використовувати фрикційний диск, який виступає з фланців для його кріплення на величину трохи більшу за товщину стінки труби. Малий виступ диска з фланців дозволив використовувати при розрізці диски товщиною 1 мм і разом з тим - знизити шум до припустимого щодо санітарних норм. Оптимальні технологічні параметри розрізки знайдені з умов мінімуму питомої технологічної собівартості з обмеженням максимальної температури нагріву периферії диска і його сталості. Для цього теоретично і експериментально вивчена теплофізика процесу: температурні поля у заготовці та диску, розподіл тепла між стружкою і заготовкою, тепловий баланс процесу, підтверджена достовірність опису температурних полів у заготовці експериментально. Також виконано теоретичний опис сталості конічного диска і на його підставі запропоновано нову структуру технологічного процесу розрізки. Доведено, що оптимальні умови розрізки товстостінних труб обмежуються сталістю диска, а тонкостінних - нагрівом диска.

У роботі вирішено науково-практичну задачу оптимізації технологічного процесу фрикційної розрізки з обертанням круглої заготовки, що забезпечує високу стійкість та сталість фрикційного диска при достатньо високому рівні продуктивності.

У ході проведеного дослідження одержані такі результати:

1. Встановлено теоретичні рівняння описи температурних полів заготовки, адекватність яких підтверджена експериментами, а також частки розподілу тепла між стружкою і заготовкою, аналіз яких показує, що для підвищення ефективності процесу його необхідно виконувати при великій швидкості подачі і глибині різання.

2. На підставі експериментально-аналітичних досліджень розподілу тепла між стружкою, заготовкою і диском встановлена інтенсивність теплового потоку у фрикційний диск, що дозволяє вести розрахунки його нагріва, який обмежує продуктивність розрізки.

3. Здійснено теоретичний опис сталості фрикційного диска, що дозволило встановити рівень підвищення критичного навантаження конічного диска над плоским і запропонувати нову структуру операції фрикційної розрізки.

4. Виконано оптимізацію фрикційної розрізки товстостінних труб з обертанням на підставі параметра оптимізації – питомої собівартості розрізки з обмеженням температурою нагріва диска до 400⁰С і його сталістю. Встановлено оптимальні значення швидкості обертання S труби та подачі на оберт S_о=k спрямованим перебором їх значень для широкого діапазону діаметрів та товщин стінок труб, а також діаметрів фрикційного диска.

5. Виконано оптимізацію фрикційної розрізки тонкостінних труб з обертанням. Доведено, що оптимальною схемою розрізки є її виконання з постійним зусиллям подачі, а також знайдено оптимальні значення швидкості обертання S труб, які обмежуються нагрівом диска для широкої номенклатури труб та дисків.

6. Впровадження фрикційної розрізки на ВАТ завод “Потенціал” (м. Харків) дозволило підвищити продуктивність розрізки в 1,5 раза та знизити витрати на інструмент і одержати річний економічний ефект у розмірі 60380 грн.

Публікації автора:

1. Кулик Г.Г., Бондаренко И.Д. Расчет параметров процесса фрикционной разрезки с вращением заготовки // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ, 1999. Вып. 30. С.41-44.

Здобувачем виявлені залежності розрахунку силових параметрів процесу фрикційної розрізки з обертанням заготівки.

2. Сизый Ю.А., Положий П.С., Кулик Г.Г. Устойчивость конического фрикционного диска. // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ, 1999. Выпуск 43. С.3-9.

Здобувач розробив методику і виконав експерименти по встановленню напрямку, прикладення сили, який забезпечує максимальну сталість фрикційного диску.

3. Сизый Ю.А., Кулик Г.Г. Расчет устойчивости конического диска-инструмента фрикционной разрезки // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ, 1999. Выпуск 59. С.59-63.

Здобувачем розроблена методика и виконано розрахунок моментів інерції перетинів конічного диску.

4. Сизый Ю.А., Кулик Г.Г., Чебитько И.С. Температурное поле в детали при обработке трением // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ, 2000. Выпуск 78. С.41-45.

Здобувач виконав розрахунок товщини зріза вздовж дуги контакту диска тертя з поверхнею заготівки і встановив вид цієї залежності.

5. Сизый Ю.А., Кулик Г.Г., Чебитько И.С. Распределение тепла между стружкой и заготовкой при обработке трением // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ, 2000. Выпуск 82. С.40-42.

Здобувачем виконано розрахунок температури у різних месцях вздовж дуги контакту.

6. Сизый Ю.А., Кулик Г.Г., Положий П.С. Силы резания и тепловой баланс при обработке трением плоской поверхности // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ, 2000. Вып. 119. С.23-25.

Здобувач виконав експерименти по обробці плоских поверхонь з різних матеріалів та виконав розрахунок кількісного розподілу тепла між стружкою, диском та заготівкою.

7. Сизый Ю.А., Кулик Г.Г., Чебитько И. Прогнозирование температурного цикла в поверхностном слое детали после обработки трением //Авиационно-космическая техника и технологи. Труды государственного аэрокосмического университета имени Н.Е. Жуковского «ХАИ». - Харьков: НАКУ“ХАИ”, 2000. Вып.14. С. 234-237

Здобувач виконав розрахунки теплових полів у поверхні заготівки при обробці тертям.

8. Сизый Ю.А., Кулик Г.Г., Хижнякова Н.А. Распределение тепла между стружкой и деталью при фрикционной разрезке // Труды Одесского политехнического университета. - Одесса: ОдПИ. - 2001.- Вып.5. - С.221-226.

Здобувач розробив алгоритм и програму розрахунку часток тепла, які переходять у стружку та деталь.

9. Сизый Ю.А., Кулик Г.Г. Описание и анализ температурного поля при фрикционной разрезке в заготовке с её вращением // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». - Харків: НТУ«ХПІ». 2002. - Вип.3. - С.131-141.

Здобувач виконав програмування розрахунків температури заготовки, а також аналіз впливу ширини джерела тепла і його відстані від поверхні заготівки на температуру контакту.

10. Кулик Г.Г. Экспериментальные исследования энергосиловых параметров фрикционной разрезки с вращением заготовки // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. Харків: ХДТУСГ. - 2002р. Вип. 10. С.208-214.

11. Сизий Ю.А, Кулик Г.Г. Ідентифікація температурного поля в заготівці при фрикційній розрізці // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». - Харків: НТУ«ХПІ». - 2002. - Вип.19. - С.95-99.

Здобувач виконав експеримент з вимірюванням температури різання за межою поверхні контакту фрикційного диска і заготовки. Розрахував інтенсивність теплового потоку у заготівку.

12. Сизий Ю.А., Кулик Г.Г. Нагрев диска-инструмента фрикционной разрезки // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». - Харків: НТУ«ХПІ» – 2002. - Вип.19. - С.95-99.

Здобувач виконав програмування розрахунків максимальної температури периферії диску за кожний його оберт. Встановив залежність її від виду охолодження диску.

13. Сизый Ю.А, Кулик Г.Г. Влияние толщины фрикционного диска на показатели процесса фрикционной разрезки с вращением заготовки // Високі технологi в машинобудуванні. Харків: НТУ «ХПІ». - 2003. Вип.2 - С.109-114.

Здобувач виконав експериментальні дослідження з вимірюванням сили різання і виконав аналіз результатів.

14. Сизый Ю.А, Кулик Г.Г. Оптимизация условий фрикционной разрезки толстостенных труб с их вращением // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». - Харків: НТУ«ХПІ» – 2003. -Вип.16.-С.65-73.

Здобувач виконав експеримент по моделюванню розрізки з обертанням заготовки розрізкою пластини и одержані результати були порівняні з експериментами на реальній круглій трубі.

15. Сизый Ю.А, Кулик Г.Г. Оптимизация процесса фрикционной разрезки тонкостенных труб с их вращением. // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. – Харків: ХДТУСГ - 2004. -Вип. 26. - С. 71-77.

Здобувач виконав експерименти, на підставі яких одержав рівняння залежності температури, сили різання та собівартості обробки від режимів розрізки. Виконав розрахунок оптимальних умов розрізки.

16. Сизий Ю.А., Кулик Г.Г. Спосіб розрізки холодних металевих заготівок. // Деклараційний патент на винахід 31300А. Заявлено 31.07.1998р. Опубліковано 15.12.2000р. Бюл. №7-11.

Здобувач запропонував формулу зв’язку між кутом конуса і кутом напрямку подачі конічного диска на заготовку.

17. Сизый Ю.А., Тимофеев Ю.В., Кулик Г.Г. Структуры и параметры технологической системы фрикционной разрезки // Труды 5-й международной научно-технической конференции «Современные технологии, экономика и технология в промышленности, на транспорте и в сельском хозяйстве» Алушта: УАБС. 1998. – С.14-19.

Здобувач виконав аналіз структур технологічних систем фрикційної розрізки та зробив висновки що до їх оптимального використання.

18. Сизый Ю.А., Погребной В.П., Кулик Г.Г. Свойства поверхности и её нагрев при термофрикционной обработке // Вісник Інженерної академії України. – Київ: 2000 . Спец. випуск. С. 42-46.

Здобувачем виконані експерименти по термофрикційній обробці поверхні, проаналізував зв’язок температури з структурними перетворюваннями у поверхневому шару.

19. Кулик Г.Г., Сизый Ю.А Тепловой баланс процесса фрикционной разрезки // Труды 6^ой международной научно-технической конференции "Физические и компьютерные технологии в народном хозяйстве" Харьков. - 2002. С. 27-31.

Здобувач виконав експерименти по встановленню сил різання та розрахунки теплового балансу.

20. Сизый Ю.А, Кулик Г.Г. Температурное поле в тонкостенной трубе при фрикционной разрезке с её вращением // Труды 8-й международной научно-технической конференции "Физические и компьютерные технологии в народном хозяйстве" 9-10 декабря 2003г. Харьков: ХНПК "ФЭД". 2003. - С.80-83.

Здобувачем запропонована геометрія розрахункової моделі.