Рассмотрена математическая модель рабочего цикла летучей пилы профилегибочной линии, как классообразующего летучего механизма, в виде сети Петри. Показана взаимосвязь между логическими переменными, имеющими место в системе управления, и сетевой моделью. Сетевая модель может служить основой для разработки объектно-ориентировочной системы управления летучими пилами, являющимися широким подклассом летучих механизмов.

Рассмотрены вопросы общей теории проектирования пил с криволинейной формой стружечных канавок и неравномерным шагом, а также теоретические проблемы формообразования зубьев дисковых пил. Предложены критерии оценки динамического состояния пил, определения их оптимальных конструкций и условий эксплуатации.

Рассмотрены способы порезки слитков, применяемые в практике производства железнодорожных колес на различных предприятиях. Приведен состав и конструктивные особенности основного оборудования и режущего инструмента. Рассмотрены вопросы технико-экономической целесообразности применения для порезки слитков пильных комплексов с различными типами режущего инструмента.

Изучено влияние концентратора напряжений, полученного с помощью различных способов (вдавливанием в прокат ножа треугольной формы, проточкой сегментных и круговых надрезов, местным электроконтактным оплавлением поверхности проката и электроэрозионным прожиганием узких щелей) на усилие разделения проката изгибом и стабилизацию траектории трещины. Исследования и анализ полученных данных показали, что наиболее эффективный концентратор образуется в результате электроконтактного оплавления при силе тока 200 - 300 А и электроэрозионном прожигании при ширине прорези 0,1 мм. Способ внедрения ножа и резания с оптимальными параметрами надреза обеспечивает также минимальное отклонение траектории трещины. Для практической реализации способ внедрения ножа представляет больший интерес, поскольку он хорошо компонуется в установках для разделения проката изгибом.

Представлена информация о внедренных системах контроля и управления порезкой металла на слябинге и непрерывно-заготовочных станах комбинатов "Криворожсталь" (ныне ОАО "Миттал Стил Кривой Рог"), ОАО "Запорожсталь" и ОАО "Енакиевский металлургический завод".

Рассмотрена динамическая модель операции термофрикционного резания металлов, которая является основой для оценивания параметров технологической системы и стабилизации процесса обработки.

Проанализированы дополнительные потери мощности на трение в машинах для правки дисков пил. Получены выражения, позволяющие оценить эти потери и учесть их при проектировании новых машин.

Определены наиболее весомые факторы, обуславливающие замену диска, и произведена их количественная оценка.

На підставі вивчення фізичних явищ, що супроводжують фрикційну розрізку круглих труб з обертанням, встановлено ефективну структуру технологічного процесу та оптимальні параметри його реалізації. Одержано оригінальні теоретичні рівняння опису температурного поля заготовки, які відрізняються від відомих обмеженістю джерела тепла з шириною, нахилом його відносно напрямку руху, розташуванням на відстані від поверхні заготовки. Адекватність даних рівнянь підтвердежно експериментальними дослідженнями. Визначено умови підвищення ефективності технологічного процесу за рахунок максимального зосередження теплової енергії у стружці. Обгрунтовано оптимальний спосіб розподілу тепла між заготовкою та стружкою. На базі аналітично-експериментального розв'язання повного теплового балансу розв'язано задачу розрахунку температури нагріву диска - інструмента фрикційної розрізки як обмеження умов підвищення продуктивності процесу. Розроблено оригінальну структуру технології фрикційної розрізки (31300 А новий спосіб розрізки сталевих заготовок) з використанням конічного фрикційного диска та урахуванням результатів теоретичного розв'язання задачі його сталості. Запропоновано методику й алгоритм вибору оптимальних параметрів технології розрізки товсто- та тонкостінних труб з обертанням шляхом мінімізації питомої технологічної собівартості процесу з обмеженням за температурою диска та його сталості.

Дисертація присвячена підвищенню ефективності відрізування круглих заготовок-прутків та труб дисковими пилами. Підвищення працездатності дискових пил досягнуто за рахунок розробки та дослідження нових конструкцій пил з криволінійним профілем стружкових канавок та нерівномірним кроком зубів. Вирішені задачі профілювання дискових пил з криволінійним профілем, вишліфовки стружкових канавок на верстатах з ЧПК; вивчено динамічний стан пили в процесі відрізування, розроблені рекомендації по вибору конструктивних параметрів дискових пил. Приведені результати практичного використання розроблених пил в промисловості.

Дисертацію присвячено питанням підвищення працездатності одного з найбільш поширених видів інструментів - дискових відрізних пил - за рахунок використання в конструкції нерівномірного кроку зубів з метою покращання динамічних характеристик інструменту. Розроблено новий напрямок у проектуванні таких інструментів, який грунтується на сучасній теорії коливань. Встановлено, що використання дискових відрізних пил з нерівномірним кроком зубів дає змогу зменшити рівень вібрацій і покращити працездатність інструменту. Запропоновано методику визначення та критерій оцінки динамічного стану дискових відрізних пил під час відрізки суцільних заготовок прямокутного перерізу.

Вирішено науково-технічну проблему підвищення ефективності та розширення технологічних можливостей термофрикційної обробки (ТФО) металів різанням обертовим круглим інструментом з урахуванням теплофізичних явищ процесу тертя і тиску на фрикційному контакті та створення на цій основі нових способів обробки, інструментів й устаткування, які мають малу вартість і високу продуктивність. Викладено комплексні теоретико-експериментальні дослідження обробки металів різанням сталевими дисками під час розрізки металу, чорновій та чистовій обробки площин. Досліджено теплофізичні процеси при ТФО, розроблено моделі розрахунку температури в зоні різання та інструменті, потужності приводу обертання інструмента, сил різання. Розроблено математичні моделі визначення складових сили різання. Досліджено та встановлено технологічні особливості й основні закономірності зносу дисків. Запропоновано конструкції нових комбінованих різальних дисків і намічено шляхи подальшого розвитку ТФО.

Синтезовано нейромережеву систему стабілізації потужності різання пилою гарячого різання сортового прокату та розроблено методику навчання такого різання, яке забезпечує задані статичні та динамічні показники якості за широкої зміни параметрів процесу металообробки, що дозволяє скоротити витрату пикових дисків, збільшити продуктивність прокатного стану та якість прокату. Запропоновано методику розрахунку швидкості подачі під час врізання диска, грунтуючись на забезпеченні необхідного максимального перерегулювання. Проаналізовано вплив стрибкоподібної зміни коефіцієнта передачі процесу різання на максимальне перерегулювання. Досліджено системи стабілізації потужності різання з традиційними коригувальними пристроями. Надано рекомендації щодо їх настроювання. Розроблено систему стабілізації потужності різання зі змінною вставкою та методику її настроювання, що забезпечує відсутність статичної похибки в разі зміни коефіцієнта передачі процесу різання. Вперше для синтезу системи автоматичного керування процесом різання запропоновано використовувати штучні нейронні мережі. Наведено методику настроювання нейроконтролера з використанням методу затриманого стимульованого навчання за допомогою паралельного генетичного алгоритму. Розроблено схемну реалізацію синтезованої нейромережевої системи стабілізації потужності різання з обчислювальним пристроєм.

Розглянуто проблеми підвищення технічного ресурсу пил гарячого різання прокату на підставі вдосконалення обладнання для підготовки дисків і методів проектування їх різальної частини. Запропоновано метод визначення геометричних параметрів зубів пиляльних дисків для гарячого різання прокату, який забезпечує необхідний технічний ресурс дисків, а також дозволяє визначати та вибирати раціональну форму зубів дисків залежно від технологічних режимів різання та виду прокату, що розрізається.

Розглянуто вплив типу контакту на сили різання та стійкість інструменту у разі розпилювання дисковими пилами. Експериментально визначено залежність процесу розпилювання від різних чинників.

На основании анализа влияния относительного поперечного осевого зазора предложена методика расчета направления отрезки при поступательном движении ножей угловых профилей с учетом их геометрических характеристик и относительного осевого зазора, численное значение которого для выбранного материала профиля попадает в область допустимых значений.

Представлены экспериментальные исследования динамики приводов дисковой пилы. Получены момент и усилие резания, использованные для подтверждения адекватности разработанной математической модели.

Прокатне виробництво характеризується суттєвою невизначеністю розміру кінцевої заготовки після виконання з нею ряду технологічних операцій до розкроювання. Водночас необхідно використати мінімум заготовок для одержання обсягу замовлення продукції з декількох мірних довжин. Пропонується використовувати генетичний алгоритм для вирішення задачі оптимізації розкроювання заготовок. Запропоновано додатковий критерій рівномірності виконання замовлення по видах виробів. Виконано моделювання роботи запропонованої методики.

Проведен анализ факторов, влияющих на износ режущего инструмента дисковых пил. Исследовано влияние на износ зубьев диска расположения профиля и геометрической привязки стеллажа резки. Количественная оценка выполнена с использованием критерия относительного поверхностного износа.

Показано можливість створення пристрою для безвібраційного механічного розпилювання матеріалу дисковими пилами, яка полягає у зрівноважуванні збурювальних джерел, у ролі яких виступають складові сили різання, що надає змогу понизити сумарний шумовий рівень у виробничому цеху.