Стібайло О. Ю. Технологічне забезпечення виготовлення гвинтових елементів сільськогосподарської техніки

Дисертація присвячена теоретичному обґрунтуванню, проектуванню та практичному впровадженню нового технологічного процесу, оснащення та інструментів для вирішення наукового завдання, яке полягає у підвищенні ефективності виготовлення гвинтових елементів сільськогосподарської техніки, оснащених лопатями і ножами-подрібнювачами. Виконано аналіз і узагальнення результатів досліджень формоутворення гвинтових елементів сільськогосподарської техніки. Розроблено технологічний процес виготовлення ножів-подрібнювачів на навитих щільним пакетом на ребро спіралях гвинтових елементів з виконанням таких операцій: калібрування навитої щільним пакетом на ребро спіралі шнека на певний крок; проточування зовнішньої крайки спіралі шнека; заточування зовнішньої крайки спіралі шнека; розрізання зовнішньої крайки спіралі шнека на певну глибину з відповідним кроком з метою отримання заготовок під ножі-подрібнювачі; загинання ножів-подрібнювачів на спіралі шнека на певний кут; гартування ножів-подрібнювачів та зовнішньої частини витків шнека із визначених матеріалів струмами високої частоти з метою підвищення твердості та міцності ріжучих частин шнека; калібрування спіралі шнека з виготовленими ножами-подрібнювачами на встановлений крок. Розроблено відповідні схеми вказаних операцій технологічного процесу. Встановлено конструктивно-технологічні параметри операцій проточування та заточування зовнішньої крайки спіралі шнека, а також виготовлення ножів-подрібнювачів на спіралі шнека. Виведено залежності миттєвої площі, складових сили різання стружки в процесі загострення зовнішньої крайки гвинтового елемента різцем з круглими ріжучими пластинами від конструктивних параметрів інструмента, ширини зрізаної частини витка гвинтового елемента, відхилень від ідеальної гвинтової поверхні та зовнішнього радіуса витків. Встановлено взаємозв’язок між кутом загострення крайки гвинтового елемента із конструктивними та технологічними параметрами процесу загострення різцем із круглими ріжучими пластинами. Розроблено динамічну модель заточування зовнішньої крайки гвинтового елемента різцем із круглими ріжучими пластинами. На основі рівняння Лагранжа другого роду виведено систему диференціальних рівнянь, що дозволяють прогнозувати коливання елементів динамічної моделі. Розв’язок системи диференціальних рівнянь з нульовими початковими умовами проведено чисельним методом Рунге-Кутта із застосуванням прикладної програми. Числові дані складових системи диференціальних рівнянь визначено методами комп’ютерного моделювання та на основі експериментальних даних. Результати представлено у вигляді графіків. Проведено дослідження конструктивних та силових параметрів процесу формування ножів-подрібнювачів на гвинтовому елементі роликом. Виведено теоретичні залежності для розрахунку сили подачі ролика при гнутті ножів-подрібнювачів на гвинтовому елементі залежно від конструктивних та технологічних параметрів процесу, що дозволяє визначити мінімальне значення технологічного кута гнуття ножів-подрібнювачів роликом. Представлено програму і методику проведення експериментальних досліджень. Розроблено та виготовлено для виконання операцій технологічного процесу виготовлення гвинтових елементів спеціальне технологічне оснащення та інструменти, зокрема спеціальну оправку для базування та закріплення заготовки гвинтового елемента, різець для заточування зовнішньої крайки гвинтового елемента, ролик для загинання ножів-подрібнювачів на спіралі гвинтового елемента, вибрано устаткування для вимірювання силових параметрів процесів із застосуванням частотного перетворювача Altivar 71, програмного забезпечення PowerSuite, тензодатчика. Представлено результати експериментальних досліджень та встановлено емпіричні закономірності впливу конструктивних і технологічних параметрів на силові параметри процесів загострення зовнішньої крайки гвинтового елемента спеціальним різцем та формування ножів-подрібнювачів на гвинтовому елементі роликом. Розроблено оригінальні способи виготовлення гвинтових елементів оснащених ножами-подрібнювачами, лопатями та U-подібних гвинтових робочих органів. Проведено техніко-економічне обґрунтування процесів виготовлення гвинтових елементів сільськогосподарської техніки з подальшим впровадженням їх у виробництво. Ефективність розроблених конструкцій спіралей шнеків оснащених лопатевими, різальними чи подрібнювальними елементами і способів їх виготовлення підтверджено дев’ятьма патентами України на корисні моделі та актами впровадження у ПП «Хлопівецьке» (Тернопільська обл., м. Копичинці), ТОВ "УНІВЕРСТ ЛТД" з економічним ефектом у 70,3 тис. грн. та частково у ФГ «КРОК ВПЕРЕД 2019», ФГ «ДАРИ ДОЛИНИ».