Анотація до роботи:

Сукайло В. О. "Розробка розрахунково-експериментального підходу для аналізу теплових деформацій при точінні з використанням різних методів охолодження"- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 - Технічна теплофізика і промислова теплоенергетика - Інститут технічної теплофізики НАН України, Київ, 2005.

У роботі розроблена і випробувана раціональна схема розрахунково-експериментального підходу для прогнозування теплових деформацій деталей при точінні з використанням різних методів охолодження. Розроблено фізичну, математичну і комп'ютерну моделі розрахунку температурних деформацій при багатопрохідному точінні деталей. Обрано оптимальні схеми експерименту і проведені експериментальні дослідження різних методів охолодження деталей при точінні. Проведено апробацію підходу для прогнозування температурних деформацій при точінні 24-х прохідній деталі і деталі типу «сонячний вал» з використанням різних видів охолодження і охолоджуючих середовищ.

Результати роботи є науковою основою розробки методів керування тепловими деформаціями при точінні за допомогою підбору способу охолодження або корекції положення різця.

1. Вперше запропоноване і випробуване застосування розрахунково-експериментального підходу для прогнозування температурних деформацій при точінні деталей з використанням різних методів охолодження. Підхід, як сукупність методології, моделей і методик є науковою основою для керування точністю точіння шляхом вибору методу охолодження і (або) корекції руху різця.

2. Розроблені нові фізична, математична і комп'ютерна моделі (у програмному середовищі ANSYS) розрахунку температурних деформацій, що враховують багатопрохідність точіння, видалення металу, що зрізується, у стружку, а також теплообмін при різних видах і способах загального і локального охолодження деталей.

3. У рамках розрахунково-експериментального підходу розроблені оригінальні, менш трудомісткі і більш точні (не менше, ніж на 30%) схеми проведення експерименту і методики визначення потоку тепла в деталь від зони різання, а також коефіцієнтів тепловіддачі від деталі в різні охолоджуючі середовища на основі розв’язання обернених задач теплопровідності. Знайдені значення щільності теплового потоку q = 2,5210⁶ Вт/м², що входить у деталь від зони різання при точінні 24-х прохідної деталі, коефіцієнтів тепловіддачі від циліндричної поверхні деталі в повітря a₁ = 51,3 Вт/(м²K) та в водно-повітряну a₂ = 2508, Вт/(м²K) і масляно-повітряну a₂ = 1014, Вт/(м²K) суміші систем локального охолодження.

4. Розроблений розрахунково-експериментальний підхід у вигляді комп'ютерної моделі, схеми проведення експерименту і методик визначення коефіцієнтів моделі був випробуваний для прогнозування температурних деформацій при точінні 24-х прохідної деталі з використанням різних видів охолодження і охолоджуючих середовищ. Підхід також був випробуваний для прогнозування температурних деформацій при точінні деталі типу «сонячний вал». Випробування показали, що максимальні відхилення між розрахунковими і експериментальним значеннями теплових деформацій при точінні мають рівень 7-15 %, який задовольняє вимогам інженерної точності.

5. Широке впровадження розглянутого підходу на практиці може значно скоротити (в 2 і більше разів) застосування екологічно шкідливої емульсії і зменшити забруднення навколишнього середовища.

Публікації автора:

Основні публікації

1. Сукайло В. А., Круковский П. Г., Юрченко Д. Д. Прогнозирование тепловых деформаций при точении детали «солнечный вал» на основе расчетно - экспериментального подхода. Проблемы машиностроения, 2003, т.6, № 4, с. 21-27. (Пошукачем розроблена модель деталі «сонячний вал», проведені всі розрахунки температурних деформацій і весь об’єм експериментальних робіт).

2. Круковский П.Г., Сукайло В.А. Расчетно-экспериментальный подход к анализу тепловых деформаций при точении деталей. Проблемы машиностроения, 2002, т.5, № 4, с. 50-59. (Пошукачем випробувано розрахунково-експериментальний підхід і розроблена модель для 24-х прохідної деталі, проведено весь об’єм експериментальних робіт, проведені розрахунки температурних деформацій).

3. Сукайло В.А., Круковский П.Г., Лиерат Ф., Эммер Т. Численное моделирование тепловых деформаций при точении с использованием различных методов охлаждения. Промышленная теплотехника, 2001, т.23, №3, с. 57- 64. (Пошукачем розроблена модель для 24-х прохідної деталі, проведено об’єм експериментальних робіт, проведені розрахунки температурних полів та деформацій).

4. Сукайло В., Круковский П., Лиерат Ф., Верезуб Н., Эммер. Т., Моделирование тепловых деформаций при точении. Вестник национального технического университета «Харьковский политехнический институт», 2001 №6, с. 245-250. (Пошукачем проведено моделювання температурних деформацій при точінні деталі, а також співставлення експериментальних та розрахункових результатів).

5. Sukaylo V.A., Kaldos A., Krukovsky P., Lierath F., Pieper H.J., Emmer T., Pieper H.J., Kundrak J. and Bana V. Development and verification of a computer model for thermal distortions in hard turning. Journal of Materials Processing Technology, 2004, vol.155–156, p. 1821–1827. (Пошукачем розроблена модель для 24-х прохідної деталі, проведено весь об’єм експериментальних робіт, проведені розрахунки температурних полів та деформацій).

6. Sukaylo V.A., Krukovsky P.G., Kaldos A., Lierath F., Kundrak J., Emmer T., Computer based modelling of thermal distrortions in turning, Proc. Instr. Mech. Engrs., Part B, Journal of Engineering Manufacture, 2003, vol. 217, p. 363 – 371. (Пошукачем розроблена модель деталі «сонячний вал», проведені всі розрахунки температурних деформацій і весь об’єм експериментальних робіт).

Труди конференцій

7. Круковский П.Г., Сукайло В.А., Юрченко Д.Д. Использование ANSYS для анализа тепловых деформаций при точении деталей. Сборник трудов. третьей конференции пользователей программного обеспечения CAD-FEM GMBH 23-24 апреля 2003 г.- М: Полигон-пресс, 2003. – с. 373-181.

8. Popke H., Emme T., Sukaylo V. Die umweltschonende Technologie. Vortrag. Internationale Konferenz „Hhere Technologie in Maschinenbau“ – Aluschta, 1999. s. 3.

9. Sukaylo V., Thermische Verhltnisse bei der Anwendung der Minimalkhltechnik. Vortrag. Internationale Konferenz, Hhere Technologie in Maschinenbau, – Aluschta, 1999. s. 23.

10. Sukaylo V., Besonderheiten der Anwendung von Minimalkhltechnik bei der Zerspanung. Printed scientific works KSPU, High technologies of machine – Building, Charkow, 1999., s. 312.

11. Sukaylo V., Veresub N., Kundrak J., Emmer T. Vergleich und Analyse des Einflusses von umweltfreundlichen und traditionellen Khlverfahren auf die Qualitt der Randschicht von bearbeiteten Bauteilen, High Technologies of Machine – Building, s.249. Sammelband der wissenschaftlichen Werke. – Charkov, 2000 – Ausgabe 1(3), s. 320.

12. Sukaylo V., Veresub N., Kundrak J., Emmer T., Besonderheiten der Anwendung von umweltfreundlichen Technologien beim Drehen, Vortrag. Interpartner – 2000, September, Alusta, s. 38

13. Sukaylo V., Simulation der Abweichungsstruktur von Bauteilen beim Drehen unter Anwendung verschiedener Khlverfahren, Zerspantechnisches Kolloquium des wissenschaftlichen Nachwuchses „Innovative Grundlagenforschung fr die industrielle Praxis“, 2001, Magdeburg.

14. Sukaylo, V., Krukovsky P., Lierath F., Emmer T., Numerical modeling of thermal strains in turning with use of different cooling methods. 19 CAD – FEM International congress on FEM technology, Deutschland, Potsdam, 17 – 19 Oktober, 2001, p. 79-85.

15. Sukaylo V., Krukovsky P., Kundrak, J., Emmer, T., Numerical modeling of thermal strains in turning with use of different cooling methods. Resanie I instrument. 62 2002. p. 119-126.

16. Sukaylo V.A., Kaldos A., Krukovsky P., Lierath F., Pieper H.J., Emmer T., Kundrak J. and Bana V.: Development and verification of a computer model for thermal distortions in hard turning, Proc. of the International Conference on Advances in Materials and Processing Technologies (AMPT), Dublin, 2003, p.333-336.

У публікаціях [7-16] в трудах конференцій Сукайлом В.А виконана розробка найбільш раціональної схеми розрахунково-експериментального підходу до прогнозування температурних деформацій деталей при точінні з використанням різних методів охолодження. Розроблено фізичну, математичну і комп'ютерну моделі розрахунку температурних деформацій при багатопрохідному точінні деталей. Обрано оптимальні схеми експерименту і проведений весь обсяг експериментальних робіт. Проведено апробацію підходу для прогнозування температурних деформацій при точінні 24-х прохідній деталі і деталі типу «сонячний вал» з використанням різних видів охолодження і охолоджуючих середовищ.