Технологічне забезпечення якості та експлуатаційних властивостей деталей поліграфічного обладнання оздоблювально-зміцнюючою обробкою

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИСТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Спеціальність 05.05.01 - Машини і процеси поліграфічного виробництва

Технологічне забезпечення якості та експлуатаційних властивостей деталей поліграфічного обладнання оздоблювально-зміцнюючою обробкою

Хмілярчук Ольга Іларіонівна

Київ 2009

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інститут»

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України Киричок Петро Олексійович, директор Видавничо-поліграфічного інституту НТУУ «КПІ» (м. Київ), завідувач кафедри технології поліграфічного виробництва

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України

Лазаренко Едуард Тимофійович, Українська академія друкарства, професор кафедри друкованих видань та пакувань

доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України

Стародуб Микола Павлович, Банкнотно-монетний двір, директор Центру досліджень та розвитку технологій Захист відбудеться 12 червня 2009 р. о _14_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.002.10 в Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інститут», м. Київ, вул. Володимирська, 7, корпус №25

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут», м. Київ, проспект Перемоги, 37

Автореферат розіслано 4 травня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради В. А. Ковальов

1. Загальна характеристика роботи

поліграфічний програмний мікрорельєф якість

Актуальність теми. Сучасний стан поліграфічної промисловості невпинно супроводжується підвищенням вимог до надійності й довговічності роботи обладнання та швидкостями руху їх виконавчих органів. Зростання швидкості руху призводить до підвищення температур в зоні контакту і в сукупності з відсутністю необхідного змащування контактуючих поверхонь, дії знакозмінних циклічних навантажень, агресивного середовища (клей, лак, паперовий пил, розчинники, - що особливо характерно для поліграфії), спричиняє посилений знос поверхонь тертя.

До того ж, в процесі експлуатації поліграфічного обладнання змінюються розміри деталей машин, їх геометричні характеристики, структура, властивості й напружений стан поверхневих шарів. Зношування робочих поверхонь деталей обмежує строк служби обладнання та призводить до погіршання критеріїв працездатності: втраті кінематичної точності механізмів, зниженню міцності з'єднань деталей, підвищення шуму та вібрацій внаслідок збільшення зазорів у передачах.

Таким чином, виникає потреба у підвищенні якості й експлуатаційних властивостей відповідальних деталей поліграфічного обладнання, збільшення ресурсу роботи деталей, зміцнення поверхневих шарів тертя, підвищення їх зносостійкості.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводились у НТУУ "КПІ" на кафедрі технології поліграфічного виробництва Видавничо-поліграфічного інституту, у Видавничо-поліграфічному комплексі "Політехніка" у відповідності до господарських договорів № 1/03 від 03.08.04 р. "Розробка методів підвищення експлуатаційних властивостей відповідальних деталей технологічного обладнання" (ДП «Преса України»), № 08-12-169 від 07.05.08 р. "Дослідження стану зносу технологічного обладнання для друку банкнот та карбування монет" (Банкнотно-монетний Двір України) та науково-дослідних робіт № 0106U007487 "Підвищення надійності деталей і вузлів поліграфічного та металообробного технологічного обладнання", № 0108U001474 "Розробка технології отримання і обробки композиційних підшипникових матеріалів для важких умов експлуатації".

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення якості та експлуатаційних властивостей деталей поліграфічного обладнання шляхом утворення на їх поверхнях регулярних мікрорельєфів, проведення теоретичних та експериментальних досліджень впливу нової технології оздоблювально-зміцнюючої обробки, встановлення науково обґрунтованих рекомендацій щодо визначення оптимальних схем і режимів обробки. Для досягнення зазначеної мети сформульовано і розв'язано наступні задачі:

1. Розробка нової технології оздоблювально-зміцнюючої обробки і дослідження її впливу на якість та експлуатаційні властивості деталей поліграфічного обладнання.

2. Встановлення аналітичних залежностей між режимами обробки, параметрами частково- та повністю регулярного мікрорельєфів.

3. Розробка методики проведення теоретичних і експериментальних досліджень.

4. Розробка нових пристроїв для виконання оздоблювально-зміцнюючої обробки на зовнішніх циліндричних і плоских поверхнях та пристроїв для закріплення заготовки під виконання оздоблювально-зміцнюючих операцій.

5. Розробка алгоритму керування утворенням частково- і повністю регулярного мікрорельєфів, параметрами якості поверхневих шарів.

6. Розробка прикладного програмного забезпечення для визначення раціональних режимів обробки.

7. Впровадження у виробництво результатів теоретичних та експериментальних досліджень, розробка рекомендацій для промисловості.

Об'єкт дослідження - процес формування якості та експлуатаційних властивостей деталей поліграфічного обладнання при комбінованій оздоблювально-зміцнюючій обробці.

Предмет дослідження - деталі поліграфічного обладнання, геометричні параметри мікрорельєфу, зносостійкість поверхонь деталей, взаємозв'язок між ними.

Методи досліджень. Теоретичні дослідження процесів оздоблювально-зміцнюючої обробки проведено на основі теорії пластичного деформування, процесів тертя та зносу, технології машинобудування, з використанням положень системного аналізу, аналітичної та дискретної геометрії, розробленого та стандартного програмного забезпечення.

Експериментальні дослідження проводилися у лабораторних і виробничих умовах ґрунтуючись на теорії математичного планування експериментів, з використанням верстатів, розроблених стендів, методів дослідження шорсткості поверхонь, мікродюрометричних досліджень, визначення інтенсивності зношування із застосуванням стандартних вимірювальних пристроїв та ЕОМ для аналізу й обробки отриманих даних.

Наукова новизна отриманих результатів.

· Вперше для розроблених комбінованих процесів оздоблювально-зміцнюючої обробки встановлено аналітичні залежності між параметрами регулярних мікрорельєфів і технологічними факторами, які дозволяють прогнозувати і керувати експлуатаційними властивостями деталей поліграфічного обладнання.

· Запропоновано узагальнений алгоритм керування процесом формування якості поверхні та експлуатаційними властивостями деталей поліграфічного обладнання при комбінованих процесах оздоблювально-зміцнюючої обробки, що відкриває можливість формалізувати теоретичні розрахунки оптимальних режимів обробки деталей.

· Класифіковано способи комбінованої оздоблювально-зміцнюючої обробки, що дозволило їх систематизувати та запропонувати нові процеси комбінованої оздоблювально-зміцнюючої обробки для отримання стабільних експлуатаційних властивостей деталей.

· Встановлено закономірності впливу технології оздоблювально-зміцнюючої обробки на зносостійкість поверхонь деталей поліграфічного обладнання.

Практичне значення отриманих результатів.

· Розроблено методику і програмне забезпечення на її основі, яке дозволяє розрахувати параметри мікрорельєфів, а також визначити раціональні режими для досягнення певних геометричних характеристик і експлуатаційних властивостей поверхонь деталей.

· Розроблено нові комбіновані способи утворення мікрорельєфу, на які отримано патенти України № 10734 і № 18482, пристрій для підвищеної надійності затиску циліндричних заготовок (патент України № 8596), пристрій для комбінованої оздоблювально-зміцнюючої обробки плоских поверхонь (патент України № 18495).

· Розроблено науково обґрунтовані рекомендації щодо підвищення якості та експлуатаційних властивостей деталей поліграфічного обладнання шляхом виконання комбінованих оздоблювально-зміцнюючих процесів обробки на їх поверхнях.

· Впровадження результатів дисертаційної роботи на ДП "Преса України", ВПК "Політехніка", Банкнотно-монетний Двір України, ДНВК "Київський інститут автоматики" дозволило підвищити зносостійкість робочих поверхонь деталей у 1,2-1,4 рази.

· Результати досліджень впроваджені у навчальний процес ВПІ НТУУ «КПІ» у курсах дисциплін "Технологічні процеси механічної обробки деталей поліграфічних машин", "Методи і засоби автоматизованого проектування".

Особистий внесок здобувача. Основні результати роботи отримані автором самостійно. У працях, опублікованих у співавторстві, автором розроблено методику, аналітичні залежності і програмне забезпечення з розрахунку параметрів мікрорельєфів і знаходження раціональних режимів обробки при комбінованих оздоблювально-зміцнюючих процесах обробки; удосконалено методику розрахунку площі перекриття при утворенні мікрорельєфів з нерівностями, які частково або повністю перетинаються; розроблено конструкцію пристрою для комбінованої обробки зовнішніх циліндричних поверхонь, здійснено експериментальні дослідження та статистичну обробку даних.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на наукових конференціях і семінарах: 24 міжнародна науково-практична конференція "Композиційні матеріали в промисловості" (м. Ялта, 2004); І міжнародна конференція поліграфістів "Технологія і техніка друкарства" (м. Київ, 2004); VII міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків (м. Львів, 2005); І міжнародна науково-практична конференція "Квалілогія книги" (м. Львів, 2006); міжнародні науково-технічні конференції студентів і аспірантів "Друкарство молоде" (м. Київ, 2005, 2007, 2008).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 19 наукових праць, серед них 8 статей у наукових фахових виданнях, отримано 4 патенти України.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку літератури і додатків. Матеріал викладений на 161 сторінці друкованого тексту, містить 59 рисунків, 6 таблиць, 165 найменувань у списку використаних джерел.

2. Зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано її мету та завдання, представлено нові наукові результати, доведено їх практичну цінність, подано результати апробації роботи.

У першому розділі проведено порівняльний аналіз фінішних операцій обробки деталей поліграфічного обладнання, виділено їх переваги та недоліки. Встановлено, що процеси оздоблювально-зміцнюючої обробки (ОЗО) найкраще задовольняють вимоги до формування робочих поверхонь деталей рухомих вузлів із заданими функціональними властивостями.

Аналіз літературних джерел, патентний пошук показали, що на теперішній час немає достатньо раціональних схем утворення мікрорельєфу, пристроїв і технологічних процесів для їх реалізації, які вичерпали всі можливості підвищення якості поверхні та експлуатаційних властивостей деталей вібровигладжуючими технологіями.

Проведений аналіз роботи офсетних (рулонних та аркушевих) друкарських машин, ниткозшивних, дротозшивних, різальних та фальцювальних машин, видів пошкоджень, видів тертя та зношування деталей у вузлах показав доцільність підвищення зносостійкості робочих поверхонь деталей. Аналіз матеріалів пар тертя поліграфічного обладнання говорить про можливість підвищення якості поверхонь, зносостійкості та надійності роботи вузлів вібраційним вигладжуванням.

Відсутність класифікації пошкоджень деталей і вузлів друкарських машин, способів комбінованої обробки не дозволяє ефективно використовувати технологічні процеси оздоблювально-зміцнюючої обробки.

У другому розділі наведено умови проведення експериментальних досліджень, представлено розроблені і виготовлені спеціальні стенди для проведення ОЗО, дослідження циліндричних поверхонь на зносостійкість, а також методики проведення експериментальних досліджень.

Для експериментального дослідження параметрів якості поверхні та поверхневого шару були використані профілограф-профілометр мод. 296, мікроскоп БМИ, аналітичні ваги моделі ЯДВ-200. Вимірювання мікротвердості проведено приладом ПМТ-3.

У третьому розділі проведено аналіз неполадок друкарського обладнання, пов'язаних із зносом деталей у вузлах та таких, які викликають погіршання якості або спричинення браку друкарських відбитків. Так, наприклад, в роботі офсетних друкарських машин знос шийок валів та підшипників друкарського апарату, шпонок розкочувальних та фарбових циліндрів, знос деталей механізму захвату паперу може спричинити появу смугування (повздовжнього та поперечного), двоїння, несумі-щення фарб, передчасний знос друкарської форми.

Запропоновано класифікацію способів суміщеної обробки поверхневим пластичним деформуванням та запропоновано нові комбіновані способи, що включають ОЗО як один з елементів.

Один із запропонованих способів обробки циліндричних поверхонь полягає в прикладенні сили деформування в два переходи інструментом з заокругленою робочою частиною. На першому переході утворюють частково-регулярний мікрорельєф (ЧРМР) ввігнутої форми, а на другому переході зменшують зусилля деформування й утворюють повністю регулярний мікрорельєф.

Утворення на першому переході на поверхні ЧРМР дозволяє за рахунок вибору значних сил вдавлювання деформуючого інструмента, середніх значень подачі й частоти обертання деталі, отримувати оптимальне зміцнення поверхні, забезпечити високий рівень залишкових стискуючих напружень.

На другому переході зменшують зусилля деформування на 50-75%, подачу, частоту обертання деталі і на поверхні утворюють повністю регулярний мікрорельєф (ПРМР) тетрагонального або гексагонального типу. Метою другого переходу є згладжування напливів, утворених внаслідок першого переходу, покращення параметрів шорсткості з одночасним зміцненням ділянок, що не були оброблені на першому переході.

В результаті повторного переходу відбувається зміна параметрів мікрорельєфу. Зміна форми та розміру нерівностей залежить від обраних параметрів режиму віброобробки на другому переході.

На основі описаного способу отримано патент України № 10734.

Для можливості прогнозування геометричних характеристик поверхневого шару деталей встановлено залежності для розрахунку відносної опорної площі та об'єму при наступних видах комбінованої обробки:

а) утворення регулярно розташованих нерівностей з подальшим утворенням повністю регулярного мікрорельєфу (ПРМР):

при дискретній подачі: при неперервній подачі:

б) утворення кільцевого розташування нерівностей з подальшим утворенням ПРМР:

,

в) утворення синусоїдально розташованих нерівностей з подальшим утворенням ПРМР:

, .

У формулах а2 - зміна довжини нерівності при утворенні регулярно розташованих нерівностей після другого переходу, мм; b2 - ширина нерівності після другого переходу, мм; h2 - глибина нерівності після другого переходу, мм; s1 - подача на першому переході, мм; e1 - амплітуда осциляції інструменту на першому переході, мм; dз - діаметр деталі, мм; k2 - площа нерівностей, що перетинаються, мм2; i1 - відношення частоти подвійних ходів до частоти обертання деталі на першому переході; lхв - довжина хвилі нерівності, мм.

Враховуючи складність розрахунків при утворенні ЧРМР і ПРМР різними видами ОЗО, особливо при комбінованих процесах, а також наявність великої кількості формул, окремих для кожного виду ОЗО, розроблено узагальнений алгоритм розрахунку параметрів мікрорельєфу (МР) і експлуатаційних властивостей при різних видах ОЗО і їх комбінаціях.

Алгоритм виконується в наступній послідовності (рис. 1). Спочатку вводяться вхідні дані, а саме: матеріал деталей, їх геометричні параметри, метод попередньої обробки, твердість та мікротвердість поверхневого шару. Наступним кроком визначається вид ОЗО (в один перехід або комбіновані види). Виходячи з відомих даних, вибирається відповідна послідовність розрахунку. При відомих режимах обробки наступним кроком є вибір інструмента, матеріалу і геометрії його робочої частини, а також вибір обладнання. При заздалегідь не відомих режимах обробки за необхідності їх розрахунку для досягнення певних геометричних параметрів МР, спочатку вводяться характеристики МР, які необхідно отримати, а потім вибираються інструмент і обладнання, причому режими вводяться в певному діапазоні від мінімального до максимального значень із зазначенням кроку зміни кожного параметра для проведення розрахунку.

При утворенні МР IV виду (ПРМР) або вигладжування проводиться розрахунок геометричних параметрів МР, а саме: глибини, ширини нерівності, площі поперечного перерізу нерівності. Якщо вид МР ІІ (з нерівностями, які частково перетинаються) або ІІІ (з нерівностями, які повністю перетинаються), то розрахунок площі перекриття виконується графічно в розробленому програмному забезпеченні, яке дозволяє параметрично змінювати розгортку МР, який утворюється на циліндричній поверхні. При утворенні інших видів МР у T-flex розраховується довжина хвилі осциляції, після чого виконується розрахунок геометричних характеристик МР.

У випадку, коли у вхідних даних зазначено комбінований вид обробки, розрахунок продовжується. Вказуються певні режими обробки для другого переходу (якщо відомі) або їх діапазон за необхідності їх розрахунку. Розраховується вид МР. Відбувається перевірка умови утворення МР IV виду або вигладжування. При невиконанні даної умови змінюються режими обробки.

Наступним кроком є перевірка умови формування відносної опорної площі і при її виконанні перевірка відповідності параметрів якості поверхневого шару експлуатаційним властивостям. При невиконанні даних умов змінюють режими обробки, якщо умови виконуються, розрахунок завершується.

Для аналізу складових процесу ОЗО, визначення реальних впливових факторів і раціоналізації процесів обробки було розроблено автономне програмне забезпечення в середовищі програмування Delphi, а також за використання стандартного програмного забезпечення T-flex.

Програмне забезпечення реалізоване у вигляді двох модулів для розрахунку процесів вигладжування, вібровигладжування, ударної віброобробки, а також деяких суміщених способів поверхневого пластичного деформування, а саме: вигладжування і вібровигладжування, ударної віброобробки і вигладжування, ударної віброобробки і вібровигладжування. Наявність двох програмних модулів продиктовано різними вхідними параметрами, тобто початковими даними для розрахунку. Перший модуль - коли параметри режиму обробки відомі, другий - коли стоїть задача знаходження оптимальних режимів обробки для досягнення необхідних (відомих) параметрів мікрорельєфу поверхні.

Розрахунок довжини хвилі нерівності і площі перетину нерівностей реалізовано у приєднаному модулі програми за допомогою стандартного програмного забезпечення T-Flex.

Для цього було формалізовано умови утворення МР різних видів на програмному рівні. Після перевірки умов утворення МР програма звертається до відповідного файлу, де в параметричному вигляді зберігається вид МР. За даними, розрахованими у програмі відбувається автоматична перебудова нерівностей, зчитані дані повертаються у основний модуль програми і розрахунок продовжується.

У четвертому розділі проведено аналіз пристроїв для виконання ОЗО та комбінованої ОЗО. На основі аналізу запропоновано класифікацію пристроїв та інструменту для виконання ОЗО, що дозволяє здійснити вибір пристроїв та інструменту в залежності від геометрії деталі, типу приводу, забезпеченням контакту з поверхнею, видом МР, який утворюється, цільовим призначенням; матеріалом, формою, конструкцією опор, кількістю деформуючих елементів, кількістю рядів деформуючих елементів.

Розроблено пристрої для реалізації запропонованих комбінованих способів обробки циліндричних та плоских поверхонь.

Для обробки циліндричних поверхонь розроблено пристрій, який сконструйовано для одночасного вібровигладжування з формуванням необхідної системи каналів та вигладжування для зменшення утворених напливів. Для збереження сформованих каналів вигладжування виконується зі зміненою (зменшеною) величиною сили вдавлювання порівняно з вібровигладжуванням. Для цього конструкцією передбачено окреме регулювання сил для обох інструментів. В якості матеріалу деформуючих інденторів використано синтетичний алмаз марки карбонадо.

Для комбінованої обробки плоских поверхонь деталей сконструйовано пристрій, який має деформуючі і різальні інструменти, закріплені в циліндричному корпусі. Алмазний деформуючий елемент і чашечний алмазно-абразивний інструмент закріплені у відповідних державках, встановлених у двох шпиндельних вузлах, розташованих паралельно один одному і кінематично пов'язаних між собою з можливістю регулювання їх швидкостей обертання в залежності від матеріалу, який оброблюється.

Запропоновані конструкторсько-технологічні рішення дозволяють проводити обробку деталей, виготовлених з легованих та нержавіючих сталей, чавуну, кольорових сплавів.

Так як в процесі виконання оздоблювально-зміцнюючої операції на формування геометричних характеристик якості поверхні впливає значна кількість технологічних факторів, не менш важливим фактором є надійність затиску деталей, які оброблюються. Внаслідок зношування конусної робочої частини затискних цанг знижується надійність затиску деталей. Для покращення надійності затиску циліндричних деталей розроблено затискну цангу, на конічній робочій частині якої виконано регулярний мікрорельєф з радіусом сфер, що забезпечує висоту мікронерівностей менше параметра шорсткості Rа для даного матеріалу і виду обробки.

У п'ятому розділі подано результати експериментальних досліджень, а саме: вплив режимів обробки на геометричні характеристики МР при комбінованих процесах ОЗО деталей поліграфічного обладнання.

Експерименти проводились на таких матеріалах: сталь 20Х HRC 44-46, сталь 20Х HRC 60-62, сталь 45 HRC 50-52, чавун СЧ25 НВ 190-210, бронза Бр.О5Ц5С5 HRB 75-85 за допомогою розроблених пристроїв.

Отримані результати експериментів були опрацьовані та представлені у вигляді двовимірних кривих, які характеризують вплив зусилля втискання та радіусу індентора на геометричні параметри МР при комбінованій ОЗО та при виконанні ОЗО на першому переході та шліфуванні на другому.

Для підвищення терміну роботи підшипників та шийок валів поліграфічного обладнання запропоновано виконання комбінованої ОЗО з наступними характеристиками обробки: матеріал сталь 20Х HRC 60-62, Р1 = 280 Н, Р2 = 180 Н, R = 2 мм, e1 = 1,5 мм, s1 = 1 мм/об, e2 = 1 мм, s2 = 0,5 мм/об, nподв.ход. = 1200 хв-1, nдет = 125 об/хв. Найкраща зносостійкість контактних кілець (сталь 45 HRC 50-52) спостерігається при режимах обробки: Р1 = 280 Н, Р2 = 150 Н, R = 2,0 мм, e1 = 1,5 мм, s1 = 1 мм/об, e2 = 1 мм, s2 = 0,32 мм/об, nподв.ход. = 1100 хв-1, nдет = 125 об/хв.

Для підвищення експлуатаційних властивостей передніх та задніх затискних планок (сталь 20Х HRC 60-62) офсетного полотна запропонована їх обробка з наступними режимами: Р = 200 Н, R = 2 мм, e1 = 0,5 мм, Vповзд. = 1,56 мм/об, nоцл. = 750 хв-1, nшп. = 30 об/хв.

Для порівняння зносостійкості матеріалів, які оброблені різними технологічними операціями фінішної обробки, побудовано гістограми порівняння

За 100% на гістограмах прийнято поверхні до проведення досліджень на зносостійкість. Знос зразків визначався за зміною ширини нерівностей і розраховувався згідно записаних профілограм.

Згідно проведених досліджень поверхонь на зносостійкість зроблено наступні висновки:

- зносостійкість поверхні залежить від режимів вібровигладжування; найменший знос спостерігається при вібровигладжуванні з силою, яка забезпечує шорсткість поверхні Rа= 0,08…0,32 мкм і високу мікротвердість поверхневого шару; інші параметри процесу (швидкість, подача та ін.) в меншій мірі впливають на знос поверхні;

- величина зносу приробки та інтенсивність усталеного зносу по-різному залежать від режимів вібровигладжування: при згладжуючих режимах знос приробки різко зменшується в порівнянні із зносом шліфованих поверхонь, інтенсивність усталеного зносу майже однакова, що пояснюється дуже тонким зміцненим шаром, який стирається у процесі приробки; при зміцнюючих режимах обробки знос приробки дещо вищий, але суттєво зменшується інтенсивність усталеного зносу, що пояснюється величиною і глибиною розташування залишкових стискуючих напруг;

- мінімальний знос поверхонь тертя спостерігається при відносній опорній площі Fоп = 25-35%.

Загальні висновки

1. Для підвищення якості та експлуатаційних властивостей деталей поліграфічного обладнання на основі проведеного аналізу запропоновано нові технологічні процеси комбінованої оздоблювально-зміцнюючої обробки циліндричних та плоских поверхонь деталей: комбіновані способи вібровигладжування та оздоблювально-зміцнюючої обробки з наступним шліфуванням.

2. Встановлено вплив технологічних факторів при виконанні комбінованої оздоблювально-зміцнюючої обробки, а саме зусиллям втискання та радіуса робочої частини індентора на параметри якості поверхневих шарів деталей. Підтверджено можливість підвищення якості та експлуатаційних властивостей поверхонь деталей поліграфічного обладнання оздоблювально-зміцнюючою обробкою, а також експериментально доведено можливість відновлення розмірів зношених поверхонь деталей при проведенні їх ремонту у ремонтно-механічних цехах поліграфічних підприємств.

3. На базі теоретико-експериментальних досліджень для розроблених способів комбінованої оздоблювально-зміцнюючої обробки встановлено аналітичні залежності між параметрами регулярних мікрорельєфів і технологічними факторами, що дозволяє прогнозувати (отримувати) і керувати експлуатаційними властивостями деталей поліграфічного обладнання.

4. Розроблено узагальнений алгоритм керування процесом формування якості поверхні та експлуатаційних властивостей деталей поліграфічного обладнання при комбінованих процесах оздоблювально-зміцнюючої обробки, що дозволяє формалізувати теоретичні розрахунки раціональних режимів обробки деталей та геометричних характеристик регулярного мікрорельєфу.

5. Розроблено програмне забезпечення розрахунку параметрів мікрорельєфу та раціональних режимів комбінованих процесів оздоблювально-зміцнюючої обробки циліндричних поверхонь, яке рекомендовано як інструмент застосування результатів роботи безпосередньо на етапі технологічної підготовки виробництва та ремонту поліграфічного обладнання.

6. Розроблені нові пристрої, використання яких дозволяє підвищити надійність затиску деталей і реалізувати комбіновані процеси оздоблювально-зміцнюючої обробки:

- вібраційний пристрій для комбінованої оздоблювально-зміцнюючої обробки циліндричних поверхонь з наступним вигладжуванням напливів;

- пристрій підвищеної надійності затиску для закріплення деталей під виконання оздоблювально-зміцнюючої обробки;

- пристрій для оздоблювально-зміцнюючої обробки з наступним шліфуванням плоских поверхонь.

7. Запропоновано методики теоретичних та експериментальних досліджень геометричних характеристик регулярного мікрорельєфу, а також фізико-механічних параметрів поверхневих шарів при комбінованій оздоблювально-зміцнюючій обробці, які дозволили забезпечити достовірність отриманих результатів. Розроблено та виготовлено стенди і пристрої для проведення дослідів, а також програмне забезпечення для проведення теоретичних розрахунків.

8. Проведені експериментальні дослідження показали значне зростання якості та експлуатаційних властивостей деталей - при відносній опорній площі поверхні 25-35% підвищення зносостійкості таких поверхонь деталей як: шийки офсетних, друкарських циліндрів, контактних кілець, затискних планок, підшипників, - спостерігається у 1,2-1,4 рази. Отримані експериментальні дані підтвердили теоретичні розрахунки.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Хмілярчук О. І. Підвищення якості та експлуатаційних властивостей деталей технологічного обладнання // Технологія і техніка друкарства. - Київ: НТУУ "КПІ" ВПІ, 2005 - №1. - С. 73-78.

2. Киричок П. О., Роїк Т. А., Хмілярчук О. І. Особливості технології обробки високотемпературних антифрикційних матеріалів // Процеси механічної обробки в машинобудуванні. Збірник наукових праць. ЖДТУ. - Житомир, 2005. - Випуск 1. - С. 115-130. Автором запропоновано технологію фінішної обробки антифрикційних матеріалів.

3. Киричок П. О., Хмілярчук О. І. Методика визначення площі перекриття нерівностей при утворенні мікрорельєфів ІІ та ІІІ видів при оздоблювально-зміцнюючій обробці // Технологія і техніка друкарства. - Київ: НТУУ "КПІ" ВПІ, 2005. - №2. - С. 73-78. Автором запропоновано методику розрахунку площі перекриття нерівностей.

4. Киричок П. О., Хмілярчук О. І. Комплексна оздоблювально-зміцнююча обробка // Технологія і техніка друкарства. - Київ: НТУУ "КПІ" ВПІ, 2005. - №3-4. - С. 46-52. Автором проведено теоретичні дослідження утворення мікрорельєфу при комбінованій ОЗО, запропоновано способи КОЗО.

5. Киричок П. О., Хмілярчук О. І. Оздоблювально-зміцнюючі технології обробки деталей поліграфічного обладнання // Квалілогія книги. - Львів: УАД, 2006. - С. 36-49. Автором проведено теоретичні дослідження утворення мікрорельєфу на деталях поліграфічного обладнання.

6. Хмілярчук О. І. Пристрої та інструмент для виконання віброобробки на деталях поліграфічного обладнання // Технологія і техніка друкарства. - Київ: НТУУ "КПІ" ВПІ, 2006 - №1-2. - С. 133-137.

7. Киричок П. О., Хмілярчук О. І. Комбіновані способи поверхневого пластичного деформування деталей поліграфічного обладнання // Технологія і техніка друкарства. - Київ: НТУУ "КПІ" ВПІ, 2006 - №3. - С. 74-81. Автором проведено теоретичні та експериментальні дослідження утворення мікрорельєфу на деталях поліграфічного обладнання.

8. Киричок П. О., Хмілярчук О. І. Розробка програмного забезпечення з розрахунку процесів ОЗО циліндричних поверхонь // Технологія і техніка друкарства. - Київ: НТУУ "КПІ" ВПІ, 2007 - №3-4. - С. - 80-85. Автором розроблене прикладне програмне забезпечення розрахунку процесів ОЗО.

9. Патент України UA 10734 А, МПК В24В39/00. Спосіб утворення мікрорельєфу / Киричок П.О., Хмілярчук О. І. - №U200505560. - Заявлено 10.06.05. Опубл. 15.11.05. Бюл. № 11. Автором запропоновано спосіб утворення мікрорельєфу.

10. Патент України UA 8596 А, МПК В24В39/00. Затискна цанга / Киричок П.О., Кушик В. Г., Олійник В. Г., Хмілярчук О. І. - №U200500258. - Заявлено 11.01.05. Опубл. 15.08.05 Бюл. № 8. Автором запропоновано конструкцію затискної цанги.

11. Патент України UA 18482, МПК В24В39/00. Спосіб комбінованої обробки поверхонь деталей / Киричок П.О., Хмілярчук О. І. Олійник В.Г. - №U200604703. - Заявлено 27.04.06. Опубл. 15.11.06 Бюл. № 11. Автором запропоновано методику розрахунку комбінованої обробки поверхонь деталей.

12. Патент України UA 18495, МПК В24В39/00. Пристрій для комбінованої обробки плоских поверхонь деталей / Киричок П. О., Хмілярчук О. І., Олійник В.Г. - № U200604718. - Заявлено 27.04.06. Опубл. 15.11.06. Бюл. № 11. Автором запропоновано пристрій для комбінованої обробки.

13. Хмілярчук О. І. Підвищення експлуатаційних властивостей деталей машин та механізмів поліграфічного обладнання. Тези доповідей І-ї міжнародної конференції "Технологія і техніка друкарства" - ДРУК-2004. - м. Київ, травень, 2004.

14. Хмілярчук О. І. Комплексна оздоблювально-зміцнююча обробка. "Компо-зиційні матеріали в промисловості" (СЛАВПОЛІКОМ): Матеріали 24-ї міжнародної науково-практичної конференції і виставки, м. Ялта, червень, 2004.

15. Хмілярчук О. І. Вплив фінішної обробки на показники якості та експлуатаційні властивості деталей поліграфічного обладнання. Тези доповідей V-ї міжнародної науково-технічної конференції студентів та аспірантів "Друкарство молоде". - м. Київ, квітень, 2005.

16. Хмілярчук О. І. Підвищення якості та експлуатаційних властивостей деталей технологічного обладнання. Тези доповідей VII-го міжнародного симпозіуму українських інженерів-механіків. - м. Львів, травень, 2005.

17. Хмілярчук О. І. Розробка алгоритму й програмного забезпечення з розрахунку параметрів якості поверхонь й експлуатаційних властивостей деталей поліграфічного обладнання. Тези доповідей І-ї міжнародної науково-практичної конференції студентів та аспірантів "Квалілогія книги". - м. Львів, грудень, 2006.

18. Хмілярчук О. І. Аналіз комбінованих способів поверхневого пластичного деформування. Тези доповідей VІІ-ї міжнародної науково-технічної конференції студентів та аспірантів «Друкарство молоде». - м. Київ, березень, 2007.

19. Хмілярчук О. І. Зносостійкість поверхонь деталей поліграфічних машин, що оброблені оздоблювально-змічнюючим вигладжуванням. Тези доповідей VІІІ-ї міжнародної науково-технічної конференції студентів та аспірантів «Друкарство молоде». - м. Київ, квітень, 2008.

Анотація

Хмілярчук О.І. Технологічне забезпечення якості та експлуатаційних властивостей деталей поліграфічного обладнання оздоблювально-зміцнюючою обробкою. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.01. - Машини і процеси поліграфічного виробництва. - Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2009 р.

Дисертаційна робота присвячена розробці технологій підвищення якості та експлуатаційних властивостей деталей поліграфічного обладнання оздоблювально-змічнюючою обробкою.

Розроблено нові технологічні процеси обробки циліндричних та плоских поверхонь деталей, а також пристрої для їх реалізації. Встановлено аналітичні залежності між технологічними факторами та параметрами регулярних мікрорельєфів. Рекомендовано алгоритм та програмне забезпечення на його основі з розрахунку параметрів мікрорельєфу та раціональних режимів комбінованих процесів оздоблювально-зміцнюючої обробки циліндричних поверхонь.

Результати теоретичних та експериментальних досліджень впроваджено у виробництво.

Ключові слова: оздоблювально-зміцнююча обробка, характеристики якості поверхні, експлуатаційні властивості, зносостійкість, регулярний мікрорельєф, поліграфічне обладнання.

Аннотация

Хмилярчук О.И. Технологическое обеспечение качества и эксплуатационных свойств деталей полиграфического оборудования отделочно-упрочняющей обработкой. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.01. - Машины и процессы полиграфического производства. - Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2009 г.

Диссертационная работа посвящена разработке технологий повышения качества и эксплуатационных свойств деталей полиграфического оборудования отделочно-упрочняющей обработкой.

Разработано новые технологические процессы обработки цилиндрических и плоских поверхностей деталей, а также устройства для их реализации. Установлены аналитические зависимости между технологическими факторами и параметрами регулярных микрорельефов. Рекомендован алгоритм и программное обеспечение на его основе по расчету параметров микрорельефа и рациональных режимов комбинированных процессов отделочно-упрочняющей обработки цилиндрических поверхностей.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены в производство.

Ключевые слова: отделочно-упрочняющая обработка, характеристики качества поверхности, эксплуатационные свойства, износостойкость, регулярный микрорельеф, полиграфическое оборудование.

Summary

Khmiliarchuk O.I. Technological assurance of quality and performance of printing equipment parts using finishing and strengthening treatment. - Manuscript.

A dissertation for the scientific degree of a Candidate of Sciences in the field of research 05.05.01. - Printing machines and processes. - The National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2009.

The dissertation is devoted to the development of quality improving technologies and performance of components of printing equipment using finishing and strengthening treatment.

The thesis provides new technological processes of the treatment of cylindrical and flat surfaces of machine parts as well as devices for their implementation. Besides, it establishes analytical dependence between technological factors and regular micro-relief parameters. It also offers an algorithm and software, which is based on this algorithm, to calculate micro-relief parameters, and provides optimum modes of combined processes of finishing and strengthening treatment of cylindrical surfaces.

The results of the theoretical and experimental research have been implemented in production.

Key words: finishing and strengthening treatment, characteristics of surface quality, performance, wear resistance, regular micro-relief, printing equipment.

Размещено на Allbest.ru