Дисертаційні дослідження присвячені розв'язанню науково-прикладної проблеми розробки параметричного геометричного моделювання криволінійної поверхні зубчастого зачеплення. В результаті проведеного аналізу літературних джерел не були виявлені існуючи види зачеплень, які здатні задовольнити повністю вимоги сучасних надпотужних машин, оскільки вони мають ряд істотних недоліків: в зачепленні знаходиться одночасно невелика кількість зубів, унаслідок чого неможливо передавати великі зусилля; безперервний рух спряжених профілів зубів відносно своїх западин в зоні високого навантаження (у полюсі зачеплення) викликає нагрів і знос зубів. Проте, враховуючи сучасні вимоги в механізмах і робототехніки, слід розширити можливості діаграми кінематичного гвинта із врахуванням реальної картини кінематики зачеплення.В роботі запропоновано метод діаграми-кінематики миттєвих осей, для моделювання відстані між осями кінематичних гвинтів та конструкції зубчастого з'єднання на діаграмі, який дозволив запроектувати конструкції нового виду зубчастого замкова передача з зубом вкладишем (ролик). Це дозволило при моделюванні гвинтових поверхонь привести рівняння до параметричної форми, алгоритмізувати геометричне моделювання зубчастого замкового з'єднання, спростити програмну реалізацію отриманих результатів і запроектувати зубчасте замкове з'єднання з зубом вкладишем. На підставі сформованого аналітичного опису і алгоритмів було розроблено та впроваджено алгоритмічно-програмне забезпечення для геометричного моделювання зубчастого замкового зачеплення. Графічна комп'ютерна технологія реалізована у вигляді алгоритмів і програм (модулів) для обладнання з ЧПУ. Використання запропонованого методу сприяє підвищенню продуктивності та якості при виготовленні зубчастого з'єднання, що характеризується складними поверхнями у машинобудуванні.Ключові слова: параметризація, геометричне моделювання, кінематичний параметричний гвинт, спряжені поверхні, зубчасте зачеплення, замкове з'єднання, криволінійні поверхні, точкові і лінійні контакти.^UThe dissertation research is dedicated to solving the scientifically-applied problem of developing the modeling of the serrated curved surface of the castle and the entire castle connection system. The analysis of modeling methods for the curved surfaces of the castle joints did not reveal common approaches to solving this problem. Analysis of the advantages and disadvantages of the most common types of gears in practice, technical requirements and technological capabilities in their design and manufacture at the present stage of development shows that developments in the field of creating gears with non-traditional tooth profiles are relevant. The technical solution proposed in the work relates to cylindrical gear mechanisms of external and internal gearing, the shape of the teeth of the wheels of which is formed as an envelope of the initial contour of the gear rack, and the number of teeth is assigned depending on the purpose of the mechanism, the required gear ratio and the diametrical dimensions. Such mechanisms are used in various engineering industries in the form of gear wheels of gearboxes, winches, planetary and wave transmissions, as well as working bodies of pumps, hydraulic motors, compressors and internal combustion engines with straight and helical teeth. In the oil and gas industry, gears are widely used in gearboxes of rocking machines, power drives of the main units of drilling rigs, working bodies of downhole hydraulic motors and volumetric pumps, auxiliary mechanisms. In this regard, there is a need to develop effective methods for geometric design and modeling of conjugate curved surfaces of the castle joints. This direction contributes to the growth of computational and graphic capabilities of modern computer technology, design and analysis tools. Thus, new opportunities are opening up regarding the design of gears with locking joints based on a parametric kinematic screw. In the study of various design methods, it was found that existing methods have certain difficulties in a practical application in production and require highly skilled performers.In the third chapter, a method of diagram-kinematics of instantaneous axes of conjugate curved surfaces is proposed, with respect to modeling a helical gear lock connection, with predetermined parameters. Theoretical studies have shown that when profiling conjugated curved non-linear surfaces by the kinematic method, the curved surface of the insert is considered as a contact curved surface, and the curved surfaces of the tool joint are considered as an infinite set of infinite small unit thickness of helicoidal, linearly and pairwise conjugated.Based on the generated analytical description and algorithms, algorithmic software for geometric modeling of involute locking engagement with crossing axes was developed and implemented algorithmically. Graphic computer technology is implemented in the form of algorithms and programs (modules) for equipment from numerical software. Graphic computer technology is implemented in the form of algorithms and programs (modules) for equipment from numerical software.The theoretical results obtained in the work are confirmed by test examples, verification calculations of solved practical problems, acts on the implementation of research results in production and the educational process.Keywords: geometrical design, kinematics self-reactance screw, attended surfaces, toothed evolving hooking, Articulate connection, parametrization, point and linear contacts.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 – Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика – Запорізький національний університет, спеціалізована вчена рада Д 08.084.05 при Національній металургійній академії України, Дніпро, 2021.Дисертацію присвячено розробці заходів з підвищення енергоефективності камерних нагрівальних печей шляхом створення у їх об'ємах електричного поля, яке призводить до перерозподілу температурних полів газів у робочому просторі енергетичної установки.Виконано кількісну оцінку енергетичної ефективності камерної печі з викатним подом. Розроблено математичну модель розподілу температури у її робочому просторі за умови створення в останньому електричного поля. Виконано чисельне моделювання масових витрат пічних газів у камері реальної промислової печі та запропоновано заходи для їх збільшення у зоні розташування садки металу шляхом створення теплового бар'єру за рахунок заряджених часток продуктів згоряння, що рухаються в електричному полі.Розроблено ефективний алгоритм управління процесом нагрівання металу, який може застосовуватись у камерних печах. Перевагою даного алгоритму є те, що у якості додаткового впливу використовується кероване електричне поле, створення якого не потребує значних капіталовкладень. Прицьому значна частина теплоти, що раніше втрачалась з відхідними газами залишається у робочому просторі й використовується безпосередньо для нагріву металу, що і сприяє підвищенню енергетичної ефективності установки.Ключові слова: камерна піч, енергетичний об'єкт, тепломасообмін, математична модель, енергоефективність, електричне поле, енергозберігаючі режими, термічна обробка металу.^UThesis for a Candidate Degree in Technical Sciences in the specialty 05.14.06 - Technical Thermophysics and Industrial Heat Power Engineering - Zaporizhzhia National University, Specialized Academic Council D 08.084.05 at National Metallurgical Academy of Ukraine, Dnipro, 2021.The thesis is devoted to the development of measures to increase the energy efficiency of chamber heating furnaces by creating an electric field in their volumes, which leads to the redistribution of gas temperature fields in the working space of the power plant.The research presents the performed quantitative assessment of the energy efficiency of a chamber furnace with a bogie hearth. A mathematical model was developed for temperature distribution in its working space under the condition of creating an electric field in the latter. Numerical modeling of mass consumption of furnace gases in the chamber of a real industrial furnace was performed and measures were proposed to increase them in the area of the metal charge by creating a thermal barrier due to charged particles of combustion products moving in the electric field.An effective algorithm was developed for controlling the metal heating process, which can be used in chamber furnaces. The advantage of this algorithm is that the additional effect is created by a controlled electric field, the creation of which does not require significant investment. Herewith, a significant part of the heat previously lost with the exhaust gases remains in the working space and is used directly to heat the metal, which helps to increase the energy efficiency of the plant.Keywords: chamber furnace, power facility, heat-mass exchange, mathematical model, energy efficiency, electric field, energy saving modes, heat treatment of metal.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої науково-технічної задачі, що полягає у розвитку теорії і практики одержання якісних зливків мікролегованих титанових сплавів методом електронно-променевої плавки з проміжною ємністю.Методами математичного моделювання досліджено процеси випаровування хімічних елементів під час ЕПП сплавів на основі титану. На основі проведених розрахунків в рамках математичних моделей, визначено технологічні режими та розроблено технологію ЕПП зливків мікролегованого титану, що забезпечує високу якість одержуваного металу. Проведено роботи з одержання напівфабрикатів та показано високу якість титанових сплавів, одержаних за розробленою технологією ЕПП.Проведено вивчення особливостей процесів розчинення оксидів титану в розплаві титану в умовах вакууму та дії електронно-променевого нагрівання. Проведено дослідження якості зливків, структури та механічних властивостей мікролегованого киснем титану одержаних методом електронно-променевої плавки. Розроблено технологію одержання зливків мікролегованих киснем методом ЕПП з проміжною ємністю. На прикладі одержання титану марки Grade2 та Grade3, було розроблену технологію отримання великогабаритних зливків мікролегованих киснем методом електронно-променевої плавки з проміжною ємністю.Проведено вивчення особливостей процесів випаровування легуючих компонентів зі зливків мікролегованих сплавів титану в умовах вакууму та дії електронно-променевого нагрівання. Розроблено технологію одержання зливків мікролегованих кремнієм сплавів титану методом електронно-променевої плавки з проміжною ємністю. Проведено дослідження якості зливків, структури та механічних властивостей сплаву титану ВТ9, одержаного методом ЕПП з проміжною ємністю та показано, що ця технологія дозволяє отримати якісні зливки як за хімічним складом, так і за структурою. Показано, що глибина проплавлення поверхневого шару зливків жароміцного титанового сплаву, оброблених за технологією електронно-променевого оплавлення сягає до 10 мм, а поверхня зливків має високу якість, дзеркального вигляду із характерним вакуумним травленням, рівного мікрорельєфу без тріщин, розривів та незлитин, Дослідження механічних властивостей напівфабрикатів, виготовлених із зливків жароміцного титанового сплаву ВТ9 виплавленого методом ЕПП показали, що вони відповідають усім вимогам нормативних стандартів, що висуваються промисловістю до якості металу жароміцних титанових сплавів.Практичне значення отриманих результатів дисертаційного дослідження полягає у тому, що розроблено нову перспективну технологію, застосування якої для виробництва вітчизняних напівфабрикатів жароміцних сплавів на основі титану дозволить відмовитись від імпорту вартісних іноземних напівфабрикатів, та забезпечить розширення їх застосування підприємствами України. Крім того, впровадження розробленої технології ЕПП для одержання великогабаритних зливків з регламентованим вмістом кисню, відкриває можливість створення виробництва напівфабрикатів для виготовлення деталей потужних енергетичних установок. Також розроблена технологія електронно- променевого оплавлення бічної поверхні (ЕПО) великогабаритних зливків, дозволить суттєво підвищити вихід придатного.^UPh.D. Thesis is devoted to the solution of an important scientific and technical problem, lying in the development of the theory and practice fort high-quality ingots of microalloyed titanium alloys production by the method of electron beam melting with an intermediate capacity.By the method of mathematical modelling application, the processes of chemical elements evaporation during Electron Beam Melting (EBM) of titanium-based alloys have been researched. On the basis of calculations carried out within the framework of mathematical models, technical regimes have been determined and Electron Beam Melting (EBM) technology for microalloyed titanium ingots has been developed that ensures a high quality metal produced. Work has been carried out on the production of semi-finished products and the high quality of titanium alloys produced by the developed electron beam technology has been demonstrated.The peculiarities of titanium oxides dissolution processes in the titanium melt under vacuum conditions and the effect of electron beam heating have been studied. Study of ingots quality, structure and mechanical properties of titanium microalloyed with oxygen produced by the electron beam melting method have been carried out. The technology for producing ingots micro-alloyed with oxygen by application of Electron Beam Melting (EBM) method with an intermediate capacity has been developed. Exemplified by production of Grade 2 and Grade 3 titanium, the technology for producing large-sized ingots microalloyed with oxygen by the application of electron beam melting method with an intermediate capacity has been developed.Study of alloying components evaporation process features from ingots of microalloyed titanium alloys under vacuum conditions and the effect of electron beam heating has been carried out. Technology for producing ingots of titanium alloys microalloyed with silicon by the application of electron beam melting method with an intermediate capacity has been developed. The study of the ingots quality, structure and mechanical properties of the BT9 titanium alloy produced by the application of Electron Beam Melting (EBM) method with an intermediate capacity has been carried out and it has been demonstrated that this technology allows producing high-quality ingots both in terms of chemical composition and structure. It has been demonstrated that the penetration depth of the surface layer of heat-resistant titanium alloy ingots processed by electron beam melting technology reaches up to 10 mm, and the surface of the ingots has a high quality, mirror-like appearance with characteristic vacuum etching, smooth microrelief without cracks, breaks and interruptions. Research of mechanical properties of semi-finished products made from ingots of heat-resistant BT 9 titanium alloy melted by the application of Electron Beam Melting (EBM) method revealed that they meet all the requirements of the regulatory standards made by the industry for the metal quality of heat-resistant titanium alloys.Practical significance of the results obtained for Ph. D. Thesis research lies in the fact that a new promising technology has been developed, application of which for producing domestic semi-finished heat-resistant alloys based on titanium will allow to abandon the import of valuable foreign semi-finished products, and ensure the expansion of their use by Ukrainian enterprises. Furthermore, implementation of the developed Electron Beam Melting (EBM) technology for producing large-sized ingots with a regulated oxygen content opens up an opportunity for creating production of semi-finished products to manufacture the parts of powerful power plants. The developed Electron Beam Melting of the side surface technology of large-sized ingots will significantly increase the yield of usable material.

Дисертацію присвячено вибору енергоощадних режимів нагрівання металу в камерних нагрівальних печах, обладнаних регенеративними пальниками. Побудовано і випробувано камерну піч, обладнану регенеративними пальниками з кульковими регенераторами. Розроблено і реалізовано у вигляді програм на ПЕОМ розрахункові моделі нагрівальної камерної печі з регенеративними пальниками та кульковим регенератором, що грунтуються на шаровій схемі теплообміну. Виконано їх адаптацію. Розрахунковим шляхом і експериментально встановлено основні показники використання та економії палива від застосування регенеративних пальників. Досліджено параметри спалювання палива в печах, обладнаних регенеративними пальниками, за яких досягнуто задовільну рівномірність нагрівання великотоннажної садки уздовж печі. Визначено оптимальні значення питомої теплової потужності камерних печей з традиційними цегельними регенераторами та з регенеративними пальниками з погляду енергоощадження. Розроблено схему великовантажної нагрівальної печі з глибокою тепловою та хімічною утилізацією викидів, яка відрізняється тим, що всі елементи схеми промислово випробувані та розраховані за допомогою достовірних методик. Висвітлено екологічну перспективність розвитку даного напрямку печебудування. Отримано новий наближений розв'язок нагрівання тіл правильної форми у протитечії з газами, що відрізняється від відомих раніше наближених розв'язків простотою застосування та більш високим порядком точності.

  Скачати повний текст

Проведено експериментальні дослідження структури та електрофізичних властивостей наноструктурних систем: багатошарових композиційних матеріалів типу метал-метал, композиційних матеріалів з діелектричної полімерної матриці та електропровідного нанокристалічного наповнювача й композиційних газотермічних покриттів. Визначено вплив способу одержання, складу, ступеня деформації та режимів термічної обробки на структуру та електрофізичні властивості досліджуваних об'єктів. Встановлено закономірності змін питомого електроопору та термо-ЕРС за високих (більше ніж 90 %) відносних деформацій холодною прокаткою, у разі нагрівання та після відпалів шаруватих систем, а також вплив розмірних факторів (нанорозмірності) на неадитивність параметрів досліджених властивостей композиційних матеріалів щодо відповідних параметрів компонентів, з яких виготовлені дані матеріали. Для перколяційних композиційних систем типу полімер-нанокристалічний наповнювач запропоновано рівняння для розрахунку критичних параметрів.

  Скачати повний текст

Мета роботи - підвищення ефективності процесу електродугового наплавлення на основі математичного моделювання формоутворення зварювальної ванни за рахунок створення технології та обладнання для реалізації технологічного процесу з керуванням складом та властивостями наплавленого шару.Об'єкт досліджень - процес формоутворення зварювальної ванни при електродуговому наплавленні.Предмет досліджень – функціональні залежності еволюції зони проплавлення основного металу та способи регулювання її основних параметрів при електродуговому наплавленні.Методи досліджень: методи математичного моделювання; хімічний та спектральний аналіз, механічні випробування для визначення складу і властивостей наплавленого металу; оптична мікроскопія для дослідження структури наплавленого металу і пришовної зони; дослідження процесу наплавлення за допомогою автоматизованого науково-дослідного комплексу на основі плати збору даних.Наведено теоретичне узагальнення і нове рішення підвищення ефективності процесу електродугового наплавлення керуванням складом та властивостями наплавленого шару на основі математичного моделювання формоутворення нестаціонарної зварювальної ванни.Вперше розроблено математичну модель формування зони проплавлення у часі при нерухомому джерелі нагріву - формування завершується в період до 10 с, причому збільшення швидкості наплавлення в інтервалі (2,8÷11)•10-3 м/с зменшує цей період на 12÷35 %.Встановлено, що форма кривої фронту плавлення в досліджуваному інтервалі вхідних даних може бути виражена у вигляді нелінійної функції, в якій параметри руху фронту залежать від швидкості подачі і діаметра електрода.Запропоновано новий підхід для розрахунків глибини зони проплавлення при наплавленні електродною стрічкою (стрічками) під шаром флюсу, який враховує явище переміщення зварювальної дуги по торцю стрічкового електроду.^UThe purpose of the work is to increase the efficiency of the electric arc surfacing welding on the basis of mathematical modeling of the formation of the weld pool by creating technology and equipment for the implementation of the technological process with control of the composition and properties of the deposited layer The object of research is the process of formation of a welding pool at electric arc surfacing. The subject of research is the functional dependence of the evolution of the base metal penetration zone and the ways of regulating its basic parameters during electric arc surfacing. Methods of research: methods of mathematical modeling; chemical and spectral analysis, mechanical testing to determine the composition and properties of weld metal; optical microscopy to study the structure of the weld metal and the seam zone; investigation of the surfacing process using an automated research complex based on a data collection board.A theoretical generalization and a new solution to increase the efficiency of the electric arc welding process by controlling the composition and properties of the deposited layer based on mathematical modeling of the formation of a non-stationary welding pool. For the first time a mathematical model of a penetration zone formation in time with a stationary heating source is completed, which ends in a period of time up to 10 s, with an increase in the speed of surfacing in the range of (2,8÷11)•10-3 m/s reduces this period by 12÷35%. It is established that the shape of the melting front curve in the studied interval of the input data can be expressed as a nonlinear function in which the parameters of the front motion depend on the feed rate and the diameter of the electrode. A new approach is proposed to calculate the depth of the penetration zone when surfacing with a strip electrode under a layer of flux, which takes into account the phenomenon of movement of the welding arc at the end of the strip electrode.

Вивчено вплив термоциклічної обробки на мікро- та субструктурну будову валкових і штампових сталей, механічні й експлуатаційні характеристики інструменту гарячої деформації та розроблено нові режими термоциклічної обробки (ТЦО) зі змінними температурами циклування, що допомагають гнучко керувати комплексом властивостей та підвищити довговічність інструменту. Визначено оптимальні режими ТЦО зі змінними верхніми та нижніми температурами в циклах для валкових сталей 50ХН і 60ХН, що проводяться з урахуванням переважного типу розруйнування робочої поверхні інструменту (тріщини розпалу та знос). Зазначено, що за допомогою певних параметрів ТЦО підвищено розпалостійкість в 1,4 - 1,5 рази, а також збільшено зносостійкість в 1,2 - 1,9 рази в порівнянні з типовим режимом обробки. Встановлено, що ТЦО застосовують як протифлокенову обробку, збільшуючи густину дислокацій в поверхневих шарах виробу, створюючи умови для більш ефективного видалення водню, розкрито практичне значення для сталевих валків великих розмірів. Доведено, що ТЦО штампових сталей 5ХНМ, 5Х2НМА і 5Х3В3МФС з охолоджуванням в масло з останнього нагріву і подальшим відпуском на твердість допомагає одержати більш дисперсну, однорідну мікроструктуру, підвищити стійкість сталей до розміцнення під час відпуска, покращити комплекс властивостей, підвищити зносостійкість сталі 5ХНМ на 11 - 22 %, розпалостійкість в 1,4 рази і більше, а також доведено, що ТЦО стимулює в сталях ефект вторинного твердіння.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано можливість використання для реновації гільз циліндрів з низьколегованого чавуна тонкостінної литої вставки, в якій для забезпечення природного змащування використано мідь у концентрації, що превищує межу розчинення, що обумовлює її виділення у структурно вільному стані. Наведено оцінку впливу комплексного легування Ni, Cu, V на фізико-механічні, технологічні та експлуатаційні властивості чавуну литої тонкостінної вставки. Виявлено такі зв'язки: хімічний склад - кількість і форма виділення карбідної фази, тип евтектики - пластичність сплаву. Для підвищення міцності та пластичності розробленого сплаву за рахунок властивостей карбідної фази запропоновано використовувати трьохступеневу циклічну термічну обробку, суть якої полягає у створенні максимальних напружень під час обробки в інтервалі температур магнітного перетворення цементиту та подальшого нагрівання до температур пластичності матеріалу, що забезпечує формування фрагментованої структури конгломерату та подрібнення вторинного цементиту.

  Скачати повний текст

Розроблено конструкції та технології виготовлення твердотільних давачів температури, а також мідний термоперетворювач опору з використанням тонкоплівкових технологій. Особливу увагу приділено вивченню часової стабільності параметрів розроблених термоперетворювачів опору. В якості метрологічного забезпечення для термодавачів використано ЯКР-термометр. Закис міді використано як термометричну речовину. Порівняння рентгенограм свіжовиготовленого і зразків закису міді тридцятирічної давності свідчать про високу стабільність параметрів кристалічної гратки і, відповідно, стабільність закису міді як хімічної сполуки. На основі розроблених термодавачів створено низку приладів - диференційний термомет, терморезистивний анемометр з опосередкованим нагрівом термочутливого елемента, вимірювач вологості атмосфери в середині корпусів ІС.

  Скачати повний текст

Уперше установлено різницю у процесах запалення метану нагрівними елементами рудникового електроустаткування до їх руйнування залежно від матеріалу зазначених елементів. Виявлено, що безпечні температури неокиснюваних нагрівних елементів рудникового електроустаткування залежать від діаметрів і довжин цих елементів. З'ясовано, що запалення метану нагрівними елементами можна запобігти на підставі використання явища зміни тепломасообміну в зоні цих елементів, за умов, якщо із зони реакції окиснення метану навколо розглянутих елементів за допомогою спеціальних зовнішніх конструкцій теплової енергії відводиться більше, ніж виділяється внаслідок цієї реакції, а продукти реакції гальмують її поширення на весь об'єм метано-повітряної суміші навколо нагрівних елементів, що доведено результатами досліджень, яких проведено з застосуванням інфрачервоних випромінювачів з визначеними безпечними параметрами для тіла розжарення й відбивача. Показано, що здатність електричних іскор запалювати метан, які утворюються під час руйнування нагрівних елементів у певних електричних колах, збільшується зі збільшенням температури іскротвірних електродів. Виявлено, що плавкі вставки запобіжників під час перегоряння не можуть запалити вибухонебезпечну метано-повітряну суміш, якщо діаметри та довжини таких установок, а також іскронебезпечні струми в їх колах відповідають безпечним температурам, які дорівнюють або перевищують температури плавлення матеріалів плавких вставок. Установлено, що безпечні температури розглянутих елементів стосовно запалення метану значно перевищують їх безпечну температуру, що залежить від умов запалення вугільного пилу. За результатами дослідження створено вибухозахист рудникового електроустаткування з даними елементами, який є небезпечний завдяки обмеженню їх температур, а струми - іскронебезпечні щодо запалення метану й виключенням засипання зазначених елементів вугільним пилом.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичні й експериментальні дослідження кінетики й тепломасообміну процесу дисоціації карбоната кальція під час нагріву з використанням НВЧ-енергії. Встановлено особливості процесу нагріву та кінетики дисоціації. Доведено, що НВЧ-нагрів ініціює процес дисоціації у всьому об'ємі матеріалу. З урахуванням даного ефекту розроблено кінетичну модель процесу, яка враховує миттєве об'ємне зародкоутворення. Встановлено, що за умов використання НВЧ-нагріву властивості продукту, що виробляється, різко відрізняються від властиостей CaO, одержаного за традиційною технологією. Доведено, що продукт має значно більшу реакційну спроможність, ніж традиційний. Запропоновано апаратурно-технологічну схему процесу, виконано його техніко-економічну оцінку.

  Скачати повний текст

Наведено результати експериментальних досліджень з розробки технології одержання та холодильного зберігання інулінвмісного концентрату (ІВК), здобутого із соку бульб топінамбура з використанням раціональних режимів технологічних процесів, та його використання в харчовій промисловості. Встановлено, що бульби топінамбура вимагають спеціальних умов зберігання, тому більш доцільно їх переробляти з одержанням соку. За запропонованим критерієм оцінки методів попередньої обробки бульб встановлено, що найбільш раціональним є бланшування надвисокочастотним нагріванням. Сік зберігають у вигляді ІВК, для одержання якого сік піддають вакуум-випарюванню. Консервування ІВК проводять вакуум-сублімаційним сушінням чи холодильною обробкою. Проведені дослідження щодо холодильного зберігання ІВК і наступна математична обробка даних дали можливість одержати рівняння для розрахунку тривалості збереження ІВК залежно від його вологості та температури середовища. Розроблено технологічні рекомендації з холодильного збереження та використання ІВК. Науково обгрунтовано використання ІВК у ковбасних виробах як замінника цукру та домішки для одержання продуктів діабетичного призначення.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичне вивчення електродинамічних властивостей та збудження потенціальних поверхневих хвиль, що розповсюджуються вздовж плоскої межі магнітактивного плазмоподібного середовища (напівпровідника, газової плазми) скінченного тиску з металом поперек зовнішнього сталого магнітного поля, спрямованого перпендикулярно до межі розподілу середовищ. Описано хвильові процеси у межах гідродинамічного наближення з урахуванням теплового руху електронів плазмоподібного середовища. Досліджено вплив магнітного поля, нормального до межі: плазмоподібне середовище - метал, а також домішок (пилу) з великим негативним зарядом поблизу металевої поверхні на розповсюдження потенціальних поверхневих хвиль. Вивчено значення скінченної провідності металу та діелектричного прошарку між плазмою та металом стосовно дисперсійних характеристик і розподілу поля хвиль. Розглянуто самодію цих хвиль внаслідок нагрівої, іонізаційної та гідродинамічних нелінійностей. З'ясовано взаємодію двох поверхневих хвиль однакових частот, а також процес збудження цих хвиль внаслідок параметричної нестійкості.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз техніко-технологічного забезпечення процесів очищення та роз-ділення насіннєвого матеріалу. Виконані теоретичні дослідження процесів сепарації на-сіннєвого матеріалу соняшнику за морфологічними показниками і фізико-механічними властивостями та розроблені відповідні фізико-математичні моделі. На основі експериме-нтальних досліджень підтверджені розроблені фізико-математичні моделі. Розроблено і створено автоматизоване технічне забезпечення сепарації насіннєвого матеріалу соняш-нику батьківських компонентів з раціонально узгодженими режимними параметрами: адаптивний аеродинамічний, віброрешітний, вібропневматичний, фотоелектронний сепа-ратори, спосіб та пристрої для автоматичного фенотипування. Розраховані техніко-економічні показники впровадження результатів досліджень^UThe purpose of the work is to increase the efficiency of the technical and technological support of primary seed production by substantiating adaptive mechanotronic systems of target division and selection of sunflower seed material. On the basis of the systematic approach, the structure of adaptive technical and technolog-ical support of primary sunflower seeds was determined, which allows to search for weak links in the technological processes of processing and bioinformatic systematization of seed material by the quality of distribution and line productivity while minimizing specific costs. The general quality coefficients for technological process performance of precision separa-tion of seed material (coefficients of filling and distribution, total concentration of seeds) are de-termined.

Об'єкт дослідження – технологічний процес регенерації адсорбенту в адсорбційних осушувачах стисненого повітря, що відбувається під впливом мікрохвильового випромінювання; мета дослідження – вдосконалення технологічного процесу регенерації адсорбенту в порожнині адсорбційної колони осушувача з використанням енергії надвисокочастотного (НВЧ) випромінювання; методи дослідження – чисельне комп'ютерне моделювання Computer-aided engineering (CAE), із використанням методу скінченних елементів з використанням програмних продуктів «FlowVisionТМ», «AnsysHFSSТМ», «COMSOL MultiphysicsТМ» і «Simulinc MathlabТМ», обробка результатів експериментів з використанням програмних пакетів «Microsoft Office Excel 2007», «Mathlab 7.1» і програмного забезпечення комп'ютерно-інтегрованого випробувального стенду; результати – досягнуто зниження температури процесу регенерації адсорбенту на 25 %, при цьому у 1,4 рази зменшуються витрати повітря, що споживається на стадії охолодження адсорбенту; показано, що технологія осушення адсорбенту НВЧ випромінюванням витрачає у 1,8 разів менше енергії при однаковій динаміці протікання процесу регенерації у порівнянні зі звичайною технологією гарячої регенерації; запропоновано технологію регенерації, яка потребує на 50 хвилин менше часу на стадії охолодження адсорбенту від температури регенерації 200°С до температури 35°С; розроблена конструкція адсорбційної колони з використанням зміщення фази одного з випромінюючих портів, що запобігає перегріву адсорбенту в локальних зонах, також конструкція забезпечує загальну рівномірність розподілу температури в об'ємі адсорбенту і зниження різниці між мінімальною та максимальною температурою у 2,25 разів, що позитивно впливає на поглинання електромагнітної енергії в об'ємі адсорбенту і сприяє збереженню його корисних властивостей; показано, що у разі використання Х-подібного хвилеводу з інтернальним дисектором штифтового типу спостерігається найбільш рівномірний циклічний перерозподіл енергії в плечах хвилеводу при порівняно невеликих втратах потужності, які становлять 15 % загальної потужності; новизна – встановлено нові технологічні закономірності процесу регенерації адсорбенту; набули подальшого розвитку математичні моделі технологічного процесу осушення з урахуванням НВЧ; враховано, що перенос вологи додатково пов'язаний з дією термодинамічних сил і отримано значення коефіцієнтів електродифузії та магнітодифузії вологи в адсорбенті; отримано закономірності просторового розподілу теплових та електромагнітних полів та умови для їхнього рівномірного розподілу; встановлено, що завдяки дії НВЧ відбувається зниження температури процесу регенерації на 30°С; отримано виключено виникнення в області адсорбенту непроточних зон, що протягом 2 годин нагріву підвищує рівномірність розподілу температурив об'ємі адсорбенту у 3,7 разів та виключає наявність зон його перегріву та зменшує масу повітря, потрібного для охолодження адсорбенту до температури адсорбції, у 1,4 рази; запропоновано використання технології зміщення фази НВЧ в часі в одному з опозитних портів хвилеводу та встановлено найоптимальнішу функцію її зміщення; доведено, що технологія використання Х-подібного хвилеводу з інтернальним дисектором штифтового типу забезпечує найбільш рівномірний циклічний перерозподіл енергії НВЧ в адсорбційній колоні за мінімальних втрат відбитої потужності; ступінь впровадження – результати впроваджено у виробничу діяльність ООО «Технополіс-Машинобудування» при виконанні договорів поставки обладнання на підприємства АТ «Мотор-Січ», АТ «Запоріжсталь», ДП НКВГ «Зоря-Машпроект»; галузь використання – побудова адсорбційних осушувачів перспективної конструкції.^UObject of research - technological process of regeneration of the adsorbent in adsorption dehumidifiers of compressed air, which occurs under the influence of microwave radiation; the goal of research - to improve the technological process of regeneration of the adsorbent in the chamber of the adsorption column of the dehumidifier using the energy of ultra-high frequency (microwave) radiation; methods of research - numerical computer modeling Computer-aided engineering (CAE), using the finite element method, using software products "FlowVisionTM", "AnsysHFSSTM", "COMSOL MultiphysicsTM" and "Simulinc MathlabTM", processing the results of experiments using software packages "Microsoft Office Excel 2007", "Mathlab 7.1" and software of the computer-integrated test bench; the result - the temperature of the adsorbent regeneration process is reduced by 25%, while the consumption of air consumed at the stage of cooling the adsorbent is reduced by 1.4 times; it is shown that the technology of drying the adsorbent by microwave radiation consumes 1.8 times less energy with the same dynamics of the regeneration process in comparison with the usual technology of hot regeneration; regeneration technology is proposed, which requires 50 minutes less time at the stage of cooling the adsorbent from the regeneration temperature of 200 ° C to a temperature of 35 ° C; developed the design of the adsorption column using the phase shift of one of the radiating ports, which prevents overheating of the adsorbent in local areas, and the design provides overall uniformity of temperature distribution in the adsorbent volume and reducing the difference between minimum and maximum temperature by 2.25 times, which has a positive effect on the action of electromagnetic energy in the volume of the adsorbent and contributes to the preservation of its useful properties; it is shown that in the case of using an X-shaped waveguide with an internal dissector of the pin type, the most uniform cyclic redistribution of energy in the arms of the waveguide is observed at relatively small power losses, which are 15% of the total power; novelty - new technological regularities of the adsorbent regeneration process are established; mathematical models of the technological process of drainage taking into account microwave drying were further developed; it is taken into account that moisture transfer is additionally connected with the action of thermodynamic forces and the values of moisture diffusion and magnetic diffusion coefficients in the adsorbent are obtained; regularities of spatial distribution of thermal and electromagnetic fields and conditions for their uniform distribution are received; it was found that due to the action of microwaves there is a decrease in the temperature of the regeneration process by 30 ° C; the occurrence of non-flowing zones in the adsorbent region is excluded, which during 2 hours of heating increases the uniformity of temperature distribution in the volume of the adsorbent by 3.7 times and eliminates the presence of zones of overheating and reduces the mass of air which is required to cool the adsorbent to adsorption temperature by 1.4 times; the use of microwave phase shift technology in time in one of the opposite ports of the waveguide is proposed and the most optimal function of its shifting is established; it is proved that the technology of using an X-shaped waveguide with an internal dissector of the pin type provides the most uniform cyclic redistribution of microwave energy in the adsorption column with minimal losses of reflected power; the degree of implementation - the results are implemented in the production activities of LLC "Technopolis-Mashinobuduvannya" in the implementation of contracts for the supply of equipment to enterprises JSC "Motor-Sich", JSC "Zaporizhstal", SE NKVG "Zorya-Mashproekt" field of application - construction of adsorption dehumidifiers of perspective design.

Запропоновано технологію процесу утворення з твердих вуглецевих промислових і побутових відходів сумішей з заданими властивостями для наступної термолізної переробки у камерних печах. Експериментально визначено вплив вологості, в'яжучого компоненту (кислої смолки), нагрівання, стадійності пресування, а також пружних складових суміші відходів на процес ущільнення. Вперше одержано у промисловій камерній печі тверде паливо з суміші шламів вуглезбагачення та твердих побутових відходів і визначено його фізико-механічні та фізико-хімічні властивості. Встановлено вплив вологості та тиску ущільнення вдходів на щільність і міцність палива. Розроблено математичну модель "склад - властивість" і визначено вплив компонентів суміші відходів на її щільність і фізико-механічні характеристики одержаного палива. Показано можливості забезпечення техногенної безпеки термолізу відходів відносно утворення діоксинів. Розроблено технологічну схему компаундування з тристадійним ущільненням відходів і наведено рекомендації щодо вибору обладнання для її реалізації.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання підвищення працездатності шарошкових доліт із вставними твердосплавними зубками. Розроблено нову конструкцію вставного комбінованого зубка, яка підвищує міцність з'єднання "зубок - шарошка" із зменшенням витрат твердого сплаву, а також новий метод отримання запропонованої конструкції зубка шляхом віброзмішування. Наведено новий технологічний метод підвищення міцності з'єднання "зубок - шарошка" прискореним нагрівом для гартування шарошки. Впроваджено методику оцінки в'язкості руйнування твердосплавних зубків зі змінною концентрацією твердого сплаву за довжиною зубка.

  Скачати повний текст

У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача підвищення ефективності технології виправлення браку литва за допомогою застосування удосконаленої технології заварювання способом поперечної гірки.Об’єктом дослідження є технологія заварювання дефектів литих конструкцій із перлітних сталей способом поперечної гірки (СПГ) електродами ТМЛ-3У та УОНИ 13/45 без попереднього і супутнього підігрівання та після зварювального відпуску.Предметом дослідження є зв'язок структурного стану зварюваного металу в зоні термічного впливу з комплексом властивостей, що характеризують надійність зварних з'єднань, отриманих під час заварювання дефектів литва стосовно хромо-молібдено-ванадієвих сталей .У вступі обґрунтовано актуальність задач дослідження, показано зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами, наведена наукова новизна та сформульоване практичне значення отриманих результатів.В першому розділі здійснений аналітичний огляд сталей, що використовують для корпусних турбін, їх властивості, загальна характеристика та особливості їх зварювання та термічної обробки. Розглянуті сучасні технології зварювання при виготовленні і ремонті великогабаритних конструкцій зі сталей перлітного класу, їх труднощі та недоліки. Оцінені фактори, що впливають на тріщиноутворення та схильність до крихких руйнувань теплостійких сталей.Поставлені основні задачі дисертаційної роботи, обрано напрями досліджень.У другому розділі розглянуті експериментальні і розрахункові методи, які застосовувалися в процесі виконання роботи. У третьому розділі представлені результати досліджень якості зварного зєднання зі сталі 15Х1М1Ф, виконаного СПГ без подальшої термообробки по макроконтролю. Проведено випробування короткочасних механічних властивостей. За даними досліджень цього розділу одержано наступні результати:- виміри мікротвердості в ЗТВ зварного з'єднання підтверджують достовірність вимірів твердості HV, що вказують на більш високу твердість в середині ЗТВ, чим поблизу межі сплавлення;- зварювання СПГ не знижує опір крихкому руйнуванню в зоні термічного впливу і шві в порівнянні з основним металом в початковому стані, а після високого відпуску, проведеного після зварювання, ударна в'язкість ЗТВ навіть вище, ніж основного металу;- при зварюванні СПГ, завдяки підвищенню частоти термоциклування, автопідігрівання діє ефективніше, що і сприяє уповільненню швидкості охолодження. Це призводить до утворення сприятливої структури верхнього зернистого бейніту.Четвертий розділ присвячено дослідженню здатності металу шва і зони термічного впливу чинити опір крихкому руйнуванню після зварювання СПГ, виконаних за штатною технологією та без додаткової термообробки, шляхом визначення критичної температури крихкості та тріщиностійкості при кімнатній та мінусових температурах. Встановлено, що істотної різниці в напруженому стані зварних з'єднань, виконаних ОСС з підігріванням до 350 – 400ºС в порівнянні із СПГ без підігрівання не виявлено, тому таке підігрівання застосовувати при виправленні дефектів недоцільно.Спектроскопічно досліджено тонку структуру зразків після СПГ без додаткової термообробки, визначено хімічний склад карбідів.Пятий розділ присвячено вивченню впливу зварювання способом поперечної гірки на розподіл твердості, рівень механічний властивостей та структуру зварних зєднань зі сталі 25Л. Дослідження виконані на зразках в обсязі: з попереднім підігріванням, з високим відпуском після зварювання і без попередньої та наступної термообробки. Залежність зміни твердості від способу зварювання та від зони виміру наведено у вигляді графіків. Встановлено, що незалежно від технології зварювання відзначається підвищення твердості в ЗТВ поблизу межі сплавлення. Отже, після зварювання СПГ високотемпературна область ЗТВ, незважаючи на підвищену твердість, має однакову з основним металом здатність опору утворенню холодних тріщин. Це може бути обумовлено подрібненням зеренної будови ЗТВ в результаті теплової і деформаційної дії при зварюванні.За результатами металографічних досліджень встановлено, що при багатошаровому зварюванні СПГ мікроструктура ЗТВ і наплавленого металу шва завдяки високотемпературному нагріву при наплавленні шарів перекристалізується і стає дрібнозернистою і являє собою бейніт з рівноосними зернами фериту.^UThe dissertation solves the scientific and practical problem of increasing efficiency of correction technology of casting defects using advanced welding technology.The object of the research is the technology of welding defects of constructions made of pearlitic steel, using the method of transverse slide electrodes CROMOCORD Kb and OVERCORD without preliminary, concomitant heating and heat treatment after welding.The subject of the research is the connection of the structural state of weld metal in thermal influence with a set of properties, which characterize reliability of welded joints obtained during welding of casting defects in relation to chromium-molybdenum-vanadium steels.In the introduction the relevance of research objectives is justified, the relation of study with scientific programs, plans, topics is shown, scientific novelty is provided and practical value of results is formulated.The first chapter provides an analytical review of steels, which are used for hull turbines, their properties, general characteristics and peculiarity of their welding and thermal processing. Modern welding technologies in manufacturing and repair of oversized constructions of pearlitic steels, their difficulties and drawbacks are considered. Factors, which influence crack formation and susceptibility to brittle fractures of heat-resistant steels are estimated.The main tasks of the dissertation are set, the directions of research are chosen.The second chapter provides experimental and computational methods, which were used in the process of study. The third chapter provides studies’ results of the quality of welded joints from 15CrMoV5-10 steel, performed with method of transverse slide without further heat treatment by macro control. According to the data of research in this chapter, the following results were obtained:-?microhardness measurements in the zone of thermal influence of welded joint confirm credibility of hardness HV measurements, which leads to higher hardness in the middle of the zone of thermal influence, compared to near the fusion boundary;-?welding using the method of transverse slide does not reduce resistance to brittle fracture in the zone of thermal influence and the seam, in comparison to the base metal in the initial state, and after high tempering performed after welding, the toughness of the zone of thermal influence is even higher than the original base metal;-?while using the method of transverse slide, due to the increase in the frequency of thermal cycling, auto heating acts more effectively, which leads to deceleration of cooling speed.The fourth chapter is dedicated to the research on the ability of weld metal and zone of thermal influence to resist brittle fracture after welding with method of transverse slide, performed by standard technology and without additional heat treatment, by determining the critical temperature of brittleness and crack resistance at normal and sub-zero temperatures. It is established, that a significant difference in the welded joints stress state made in reverse step method with heating up to 350 – 400ºС in comparison to the method of transverse slide without heating is not detected, therefore such heating is not appropriate for defects correction.The fine structure of samples after using the method of transverse slide without additional heat treatment was spectroscopically investigated, the chemical composition of carbides was identified.The fifth chapter is dedicated to studying the impact of welding using the method of transverse slide on hardness distribution, level of mechanical properties and structure of welded joints from steel 25L. The research was performed on samples in volume: with preliminary heating, with high tempering after welding and without preliminary and concomitant heating. The dependence of the change in hardness on the method of welding and on the measurement is presented in graphs. It is established, that regardless of the welding technology there is a hardness increase in the zone of thermal influence near the fusion boundary. Hence, after welding with the method of transverse slide the high-temperature area of the zone of thermal influence, regardless increased hardness, has the same ability to resistance to formation of cold cracks as the base metal. This may be due to the grinding of the grain structure of the zone of thermal influence as a result of thermal and deformation action during welding.According to the results of metallographic studies, it is established that in multilayer welding using the method of transverse slide, the microstructure of the zone of thermal influence and weld metal recrystallizes and becomes fine-grained due to high temperature heating during surfacing of layers and is bainite with coaxial ferrite grains.

Розроблено та досліджено властивості вуглець-вуглецевого композиту в електротермії з високими експлуатаційними характеристиками. Вперше встановлено залежність властивостей (міцнісних, електрофізичних, теплофізичних, а також площі розшарувань і деформації) композита на різних стадіях виготовлення від хімічного складу та параметрів технологічних процесів (затвердіння, карбонізації у захисному середовищі, високотемпературної обробки у вакуумі, піроущільнення під час піролізу природного газу у вакуумі). Виявлено, що застосування електропровідного в'яжучого у розробленій вуглепластиковій композиції сприяє збільшенню теплопровідності на 23 - 28 %, міцності під час розтягу на 36 - 65 %, а також зменшує термічний коефіцієнт лінійного розширення на 6 - 21 %. Вперше встановлено залежність швидкості осадження піровуглецю з вуглеводнів у вакуумі на поверхню вуглець-вуглецевого композиту за температури поверхні 1 223 - 1 323 К від паціального тиску водню. Експериментально визначено оптимальні технологічні параметри складових і режими одержання готових виробів з розмірами листової (до 1 500 мм) та циліндричної (діаметром 35 - 2 200 мм, довжиною до 4 000 мм) заготовок для нагрівачів та екранів. Технологію виготовлення виробів з гібридного вуглець-вуглецевого композиту впроваджено на Державному заводі "Вуглекомпозит", Запоріжжя. Наведено оцінку експлуатаційної надійності, екологічної безпеки та економічної ефективності виробництва нових композиційних вуглець-вуглецевих матеріалів.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена удосконаленню форсованих двохкомірцевих електромагнітів систем безпеки атомних електричних станцій з метою підвищення надійності за рахунок зменшення перевищення температури нагрівання обмоток, збільшення тягової сили, зменшення часу спрацьовування і зменшення об'єму активних обмотувальних матеріалів. Розроблено методики розв'язання системи нелінійних рівнянь для розгалуженого магнітного кола і розрахунку статичних, теплових та динамічних храктеристик двохкомірцевого форсованого електромагніта. Запропоновано критерій оцінки ефективності електромагнітів, які працюють при притягнутому якорі. Розроблено рекомендації та програми розрахунку з удосконалення конструкції.

  Скачати повний текст