Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні. – 2021. – Випуск 55

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/57746

Український міжвідомчий науково-технічний збірник

В Українському міжвідомчому науково-технічному збірнику "Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні" висвітлюються результати теоретичних та експериментальних досліджень в галузі створення і впровадження у виробництво автоматичного та автоматизованого обладнання різноманітного призначення, а саме: технічних засобів транспортування та подачі на технологічні операції; обладнання викінчувального оброблювання та зміцнення виробів; контрольних автоматів, інструменту; систем автоматичного керування. Подаються матеріали щодо розроблення новітніх технологій та засобів оброблення деталей; досліджень математичних моделей технологічного обладнання, систем, прогресивних технологій тощо. Збірник призначений для наукових, інженерно-технічних працівників підприємств, НДІ, КБ і для викладачів, аспірантів, магістрів та студентів старших курсів ВНЗ і є авторитетним науковим виданням, що висвітлює результати актуальних теоретичних та експериментальних досліджень науковців багатьох ВНЗ і науково-дослідних організацій України.

Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні : український міжвідомчий науково-технічний збірник / Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка" ; відповідальний редактор З. А. Стоцько. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2021. – Випуск 55. – 116 с.

Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні

Зміст (том 55)

1. Титульний аркуш до “Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні”	1
2. Кузьо І. В., Шоловій Ю. П. Підготовка фахівців вищої кваліфікації механічного профілю у Львівській політехніці	5
3. Щербовських С. В., Білас В. Я., Стефанович Т. О. Оцінювання надійності провідного керуючого каналу із трикратним резервуванням для спільної, роздільної та комбінованої кабельних оболонок	15
4. Стоцько З. А., Стефанович Т. О. Визначення режимів струменевої обробки криволінійних поверхонь виробів	25
5. Велика О. Т., Лясковська С. Є., Петрик М. Дослідження силових параметрів технологічного процесу різання хлібобулочних виробів	34
6. Дмитрів В. Т., Дмитрів І. В., Городняк Р. В., Саган О. Я. Моделювання сходження сипкого матеріалу з відцентрового конусного дискового дозатора	43
7. Чубик Р. В., Зелінський І. Д., Деревенько І. А. Спосіб стабілізації технологічно оптимальних параметрів вібраційного поля адаптивних вібраційних технологічних машин за допомогою нейромережевого ПІД-регулятора	52
8. Ланець О. С., Майструк П. В., Боровець В. М., Майструк В. В., Качмар Р. Я. Формування високоефективної дискретної тримасової міжрезонансної коливальної системи вібраційної машини з електромагнітним приводом	62
9. Литвиняк Я. М., Юрчишин І. І., Новіцький Ю. Я. Експериментальне дослідження процесу глибинного шліфування нахиленими тонкими абразивними кругами зовнішніх циліндричних поверхонь деталей	76
10. Майструк В. В., Дзіндзюра В. П. Дослідження режимів роботи циклона з проміжним відведенням осадженого пилу	88
11. Сліпчук А. М., Яким Р. С. Вплив технологічних параметрів на надійність кріплення вставного твердосплавного породоруйнівного оснащення бурових доліт	95
12. Топільницький В. Г., Ребот Д. П., Бринчук Р. А. Дослідження динаміки завантаження вібраційних машин з вертикальним збуренням	106
13. Зміст до “Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні”	114

Content (Vol. 55)

1. Tytulnyi arkush do "Avtomatyzatsiia vyrobnychykh protsesiv u mashynobuduvanni ta pryladobuduvanni"	1
2. Kuzio I., Sholovii Yu. Training of specialists of higher qualification of mechanical profile in Lviv Polytechnic	5
3. Shcherbovskykh S., Bilas V., Stefanovych T. Reliability evaluation of wired tripled control channel for common, separate, and mixed cable jackets	15
4. Stotsko Z., Stefanovych T. Determination of jet treatment modes for curvilineare surfaces of products	25
5. Velyka O., Liaskovska S., Petryk M. The research of power parameters of technological process of cutting of bakery products	34
6. Dmytriv V., Dmytriv I., Gorodnyak R., Sahan O. Simulation of bulk material descent from centrifugal cone disc dispenser	43
7. Chubyk R., Zelinsʹkyy I., Derevenko I. Method of stabilizing technologically optimal parameters of vibration field of adaptive vibrating technological machines by means of neural network PID regulator	52
8. Lanets O., Maistruk P., Borovets V., Maistruk V., Kachmar R. Formation of high-efficient discrete three-mass inter-resonance oscillation system of the vibratory machine with the electromagnetic drive	62
9. Lytvyniak Ya., Yurchyshyn I., Novitskyi I. Experimental investigation of grinding of external cylindrical surfaces of parts by inclined thin abrasive wheels	76
10. Maistruk V., Dzindzura V. Investigation of cyclon operation modes with intermediate removal of deposed dust	88
11. Slipchuk A., Jakym R. The influence of technological factors on the reliability connection for tungsten carbide inset cutter of roller cone bits	95
12. Topilnytskyy V., Rebot D., Brynchuk R. Research of dynamics of the vibrating machine's downloading with the vertical movement	106
13. Zmist do "Avtomatyzatsiia vyrobnychykh protsesiv u mashynobuduvanni ta pryladobuduvanni"	114

Browse

Search Results

Now showing 1 - 10 of 13

Експериментальне дослідження процесу глибинного шліфування нахиленими тонкими абразивними кругами зовнішніх циліндричних поверхонь деталей
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-22) Литвиняк, Я. М.; Юрчишин, І. І.; Новіцький, Ю. Я.; Lytvyniak, Ya.; Yurchyshyn, I.; Novitskyi, I.; Національний університет “ Львівська політехніка ”; Lviv Politechnic National University
Мета. Експериментальне дослідження процесу глибинного шліфування зовнішніх циліндричних поверхонь деталей тонкими абразивними кругами, нахиленими до обробленої поверхні. Методика. Дослідження здійснено із застосуванням методів теорії різання, планування експериментів, статистичного опрацювання результатів експериментів. Результати. Запропоновано новий технологічно гнучкий спосіб глибинного шліфування нахиленими тонкими абразивними армованими кругами за підвищеної колової швидкості обробки зовнішніх циліндричних поверхонь деталей із покриттями підвищеної зносостійкості та твердості або деталей, отриманих із важкооброблюваних матеріалів. Експериментально встановлено вплив режимів різання на величину ефективної потужності та головної складової сили різання під час оброблення зовнішніх циліндричних поверхонь деталей. Встановлено для попутного та зустрічного напрямків колових швидкостей оброблюваної циліндричної деталі та тонкого абразивного круга емпіричні співвідношення між режимами обробки та енергосиловими параметрами процесу обробки. Наукова новизна. Експериментальними дослідженнями впливу режимів обробки тонкими нахиленими абразивними кругами зовнішніх циліндричних поверхонь деталей встановлено, що для попутної обробки збільшення глибини різання та колової швидкості обертання деталі супроводжується зростанням ефективної потужності та головної складової сили різання, а зростання поздовжньої подачі – зменшенням. Для зустрічної обробки у разі збільшення подачі та колової швидкості деталі ефективна потужність та головна складова сили різання зростають, а у разі збільшення глибини різання зменшуються. Для досліджуваного процесу обробки важливим є сумісний, одночасний вплив декількох чинників режимів обробки. Оброблення належить до процесів із низьким енергоспоживанням. Для всіх комбінацій режимів різання ефективна потужність різання не перевищує 0,2 кВт. Низька ефективна потужність різання разом із незначноюплощеюконтакту абразивного круга з оброблюваною деталлю визначають незначний вплив на оброблену поверхню температури нагрівання в зоні обробки, що забезпечує збереження механічних характеристик поверхневого шару, отриманого на попередніх стадіях виготовлення деталі. Практична значущість. Запропоновано використовувати на операціях чорнового круглого шліфування або на чорнових переходах токарної операції оброблення нахиленими тонкими абразивними кругами циліндричних поверхонь деталей із важкооброблюваних матеріалів або з товстошаровими зносостійкими покриттями, що мають значні попередні поверхневі нерівності. Процес обробки може реалізовуватись на верстатах токарної групи, оснащених додатковим, змінним високошвидкісним електричним приводом обертання тонкого абразивного круга. Низькі енерговитрати процесу обробки циліндричних деталей нахиленими тонкими абразивними кругами визначають перспективність його практичного використання. Застосування цього способу обробки забезпечує: використання абразивних армованих кругів низької вартості, зменшення основного часу оброблення за рахунок більших глибин різання та зменшення кількості робочих проходів, зростання продуктивності, зниження собівартості обробки, підвищення універсальності процесу, завдяки можливості обробляти циліндричні поверхні деталей, що утворені із різноманітних матеріалів ізістотно відмінними фізико-механічними властивостями.
Формування високоефективної дискретної тримасової міжрезонансної коливальної системи вібраційної машини з електромагнітним приводом
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-22) Ланець, О. С.; Майструк, П. В.; Боровець, В. М.; Майструк, В. В.; Качмар, Р. Я.; Lanets, O.; Maistruk, P.; Borovets, V.; Maistruk, V.; Kachmar, R.; Національний університет ”Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Мета полягає в обґрунтуванні інерційно-жорсткісних та силових параметрів високоефективної дискретної тримасової міжрезонансної коливальної системи вібраційної машини з електромагнітним приводом та у формуванні її математичної моделі з урахуванням приводу. Актуальність. Незважаючи на поширеність у промисловості одно- та двомасових вібраційних машин, їх тримасові аналоги у міжрезонансній зоні коливань мають значно вищий динамічний потенціал. Нові підходи до розрахунку і проєктування тримасових міжрезонансних вібраційних машин сприяли б їх масовому упровадженню на підприємствах різних галузей промисловості як технологічного обладнання. Методика. Розглянуто математичну модель тримасової міжрезонансної коливальної системи вібраційної машини з електромагнітним приводом у вигляді системи лінійних диференціальних рівнянь. На її основі сформовано залежності для визначення необхідних інерційно-жорсткісних та силових параметрів високоефективної вібраційної машини. На підставі уже відомих силових параметрів системи сформовано необхідні для проєктування вібраційної машини параметри електромагнітного приводу. Встановлені вище параметри закладено в математичну модель вібраційної машини. Досліджено часові залежності руху коливальних мас з урахуванням процесів, що відбуваються в електромагнітному віброзбуджувачі. Результати. Обґрунтовано інерційно-жорсткісні, силові параметри коливальної системи та сформовано математичну модель тримасової міжрезонансної коливальної системи, що враховує електромагнітні процеси в приводі. Наукова новизна. Сформовано математичну модель тримасової міжрезонансної коливальної системи вібраційної машини з урахуванням процесів, що відбуваються в електромагнітному приводі, де силова дія електромагніту формується через струм у котушці віброзбуджувача. Практична значущість. Запропоновану методику розрахунків тримасових міжрезонансних вібраційних машин з електромагнітним приводом можна використовувати під час проєктування високоефективного вібраційного технологічного обладнання.
Спосіб стабілізації технологічно оптимальних параметрів вібраційного поля адаптивних вібраційних технологічних машин за допомогою нейромережевого ПІД-регулятора
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-22) Чубик, Р. В.; Зелінський, І. Д.; Деревенько, І. А.; Chubyk, R.; Zelinsʹkyy, I.; Derevenko, I.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Politechnic National University
Мета. Розроблення оптимального способу керування динамічними параметрами віброприводів адаптивних вібраційних технологічних машин (АВТМ). Методика. Робота основана на створенні прямої нейромережевої моделі АВТМ та застосуванні технології гібридного нейро-ПІД управління для формування коригуючого впливу на основі пропорційно-інтегрально-диференційного закону на кожному такті керування, для мінімізації помилки зворотного зв’язку за амплітудою коливань робочого органу вібромашини. Результати. Розроблено спосіб керування, який дає змогу забезпечувати резонансний режим роботи АВТМ завдяки постійній корекції частоти циклічної вимушуючої сили віброприводу. За цього способу керування на резонансній частоті АВТМ здійснюють стабілізацію питомої роботи вібраційного поля АВТМ, автоматично коригуючи амплітуди коливань робочого органу за допомогою нейромережевого ПІД-регулятора із самоналаштуванням на основі прямого нейроемулятора АВТМ. Наукова новизна. Вперше отримано структурну схему, математичну модель та здійснено моделювання роботи гібридного нейромережевого ПІД-контролера на основі прямого нейроемулятора АВТМ для стабілізації питомої роботи вібраційного поля вібромашин на резонансній робочій частоті. Практична значущість. Запропонований спосіб стабілізації технологічно оптимальних параметрів вібраційного поля дає змогу забезпечити мінімальні енергозатрати на вібропривод за стабільних технологічно оптимальних параметрів вібраційного поля адаптивної вібраційної технологічної машини упродовж всього технологічного циклу віброобробки.
Моделювання сходження сипкого матеріалу з відцентрового конусного дискового дозатора
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-22) Дмитрів, В. Т.; Дмитрів, І. В.; Городняк, Р. В.; Саган, О. Я.; Dmytriv, V.; Dmytriv, I.; Gorodnyak, R.; Sahan, O.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Мета – розроблення аналітичної моделі та дослідження переміщення частинки по поверхні конусного дискового ротаційного дозатора-змішувача сипких матеріалів. Методика. На частинку, яка розміщена на конусному диску, діє сила тяжіння, спрямована вертикально вниз, сила тиску вертикальної складової сипкого компонента. Сила нормальної реакції поверхні конусного диска спрямована перпендикулярно до твірної конуса диска-дозатора в заданій точці, де розміщена матеріальна частинка. Система координат декартова. Вісь х напрямлена по твірній від вершини, вісь y перпендикулярна до осі х і z й спрямована в сторону обертання диска, а вісь z – вертикально вверх. Вектор відцентрової сили напрямлений вздовж радіуса. Сила Коріоліса спрямована по дотичній перпендикулярно до осі x в протилежний бік до напрямку обертання диска. Сила тертя, як результуючий вектор сили, має напрям, протилежний до напрямку переміщення частинки по диску, що зумовлено відцентровою силою. Сила тертя частинки об поверхню диска розкладається на нормальну і радіальну проєкції. Розглядаючи елементарну частинку як матеріальну точку, записали диференціальне рівняння руху в векторній формі. Проєктуючи векторну рівність на осі X, Y, отримали систему диференціальних рівнянь руху частинки. Для розв’язання диференціальних рівнянь використано числовий метод Рунге–Кутта за домогою функції rkfixed в середовищі MathCad. Результати. Швидкість і траєкторія переміщення частинки сипкого матеріалу залежать від кута твірної конусного диска і частоти його обертання. Зі збільшенням кута твірної конуса зменшується тривалість переміщення частинки по поверхні конуса й віддаль переміщення. Плавність переміщення визначається кутом між векторами швидкостей vx і vy. Плавність зміни напрямку вектора результуючої швидкості уможливлює підвищення точності дозування матеріалу і збільшує дискретність. Наукова новизна. Вперше отримано систему диференціальних рівнянь руху матеріальної частинки по конусному диску-дозаторі відцентрового типу, що враховують розподіл сил тертя частинки об поверхню диска на нормальну і радіальну проєкції, та розв’язано числовим методом Рунге–Кутта. Практична цінність. Система диференціальних рівнянь та алгоритм їх розв’язання уможливлюють моделювання контрукційнотехнологічних параметрів відцентрового конусного дискового дозатора сипких матеріалів.
Дослідження силових параметрів технологічного процесу різання хлібобулочних виробів
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-22) Велика, О. Т.; Лясковська, С. Є.; Петрик, М.; Velyka, O.; Liaskovska, S.; Petryk, M.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Мета. Дослідити вплив силових параметрів процесу різання хлібобулочних виробів на продуктивність різання та потужність обладнання Поставлену проблему можна вирішити за допомогою експериментального дослідження залежності питомого зусилля різання від швидкості різання, часу витримки, швидкості подавання матеріалу. Актуальність роботи полягає в оптимізації енергетичних затрат та збільшенні терміну довговічності обладнання. Методика: аналіз силових параметрів процесу різання виконано на підставі експериментальних досліджень, на основі яких побудовано математичну модель процесу різання методом повного факторного експерименту. Результати. Побудовано математичну модель технологічного процесу різання за допомогою повного факторного експерименту та проаналізовано вплив силових параметрів на продуктивність різання та потужність обладнання. Наукова новизна. Підтверджено вплив силових параметрів на продуктивність і якість технологічного процесу різання хлібобулочних виробів. Удосконалено математичну модель процесу різання хлібобулочних виробів Практична значущість. Дослідження впливу силових параметрів на питоме зусилля різання дало змогу оптимізувати процес, зменшити енергозатрати та забезпечити максимальну продуктивність технологічного процесу різання. Отримані результати можна використовувати під час проєктування нового обладнання.
Визначення режимів струменевої обробки криволінійних поверхонь виробів
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-22) Стоцько, З. А.; Стефанович, Т. О.; Stotsko, Z.; Stefanovych, T.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Мета. Розробити підхід для визначення режимів струменевої обробки криволінійних поверхонь виробів з метою забезпечення рівномірної обробки. Цього можна досягти за умов дотримання постійної відстані від торця сопла до поверхні та перпендикулярності осі сопла до твірної криволінійної поверхні у точці оброблення переміщенням оброблюваної поверхні і зміною нахилу сопла. Методика. Для опису оброблюваної криволінійної поверхні застосовано базові положення аналітичної геометрії на площині. Для дослідження руху оброблюваної криволінійної поверхні використано базові положення теоретичної механіки, а саме кінематичні рівняння руху матеріальної точки. Побудову графічних залежностей та аналіз отриманих результатів здійснено з використанням математичного редактора. Результати. Результатом є математичний апарат, використання якого в системах керування технологічним обладнанням дасть змогу добитись рівномірного оброблення криволінійних поверхонь регулюванням лінійної швидкості переміщення поверхні виробу та кутової швидкості нахилу сопла струменевого апарата, і, отже, забезпечити необхідну точність та якість виробів. Наукова новизна. Удосконалено підхід до моделювання струменевої обробки виробів із криволінійними поверхнями, а саме запропоновано метод визначення режимів обробки за умов постійної відстані від торця сопла до поверхні та перпендикулярності осі сопла до дотичної у точці оброблення. Аналітично отримано вирази для математичного описання криволінійних поверхонь залежно від їх форми та характеру руху. Практична значущість. Запропонований підхід рекомендовано використовувати у технологічних процесах струменевої обробки для виробів складної конфігурації, під час проєктування вузлів технологічного обладнання або пристроїв, призначених для забезпечення руху виробу або інструменту. Математичні моделі можуть бути основою для забезпечення показників якості криволінійних поверхонь виробів, отриманих у результаті струменевої обробки.
Оцінювання надійності провідного керуючого каналу із трикратним резервуванням для спільної, роздільної та комбінованої кабельних оболонок
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-22) Щербовських, С. В.; Білас, В. Я.; Стефанович, Т. О.; Shcherbovskykh, S.; Bilas, V.; Stefanovych, T.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Мета. Розробити підхід для кількісного оцінювання показників надійності провідного керуючого каналу із трикратним резервуванням для спільної, комбінованої та роздільної кабельних оболонок. Методика. Надійність формалізовано за допомогою блок-схем та динамічних дерев відмов. Для обчислення показників надійності провідного керуючого каналу із трикратним резервуванням розроблено статичні та динамічні моделі. Основою для отримання цих моделей є діаграма станів та переходів. Статичні моделі сформовано на основі логікоймовірнісних виразів. Динамічні моделі ґрунтуються на принципах марковського аналізу. Результати. Для інтенсивності руйнування жил, яка вища за інтенсивність руйнування кабельної оболонки, показано, що роздільна кабельна оболонка забезпечує найвищу надійність, а спільна кабельна оболонка – найнижчу. Відповідно, комбінована кабельна оболонка за надійністю посідає проміжну позицію із незначним наближенням до показників роздільної. Показники надійності, які обчислено за статичними моделями, в усіх трьох випадках занижені порівняно із показниками, визначеними за динамічними моделями. Хоча статичні моделі дають меншу точність, однак вони не потребують побудови громіздких марковських моделей. Наукова новизна. Удосконалено підхід для моделювання надійності керуючих каналів із трикратним резервуванням жили для випадків роздільної, комбінованої та спільної оболонок. Практична значущість. Запропонований підхід рекомендовано використовувати для оцінювання надійності під час проєктування технологічного обладнання, функціонування якого може становити небезпеку для життя та здоров’я обслуговуючого персоналу. Отримані результати є математичною основою для дослідження надійності провідного кабельного каналу із трьома жилами, які захищено армуванням та кабельною оболонкою у різних комбінаціях.
Підготовка фахівців вищої кваліфікації механічного профілю у Львівській політехніці
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-22) Кузьо, І. В.; Шоловій, Ю. П.; Kuzio, I.; Sholovii, Yu.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Викладено історіюрозвитку механіки та коротку хронологіюстворення і роботи спеціалізованих вчених рад для підготовки кадрів вищої кваліфікації у Львівській політехніці, виокремлено та охарактеризовано основні етапи їхньої діяльності.
Research of dynamics of the vibrating machine's downloading with the vertical movement
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-22) Топільницький, В. Г.; Ребот, Д. П.; Бринчук, Р. А.; Topilnytskyy, V.; Rebot, D.; Brynchuk, R.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Мета. Розробити математичне забезпечення для дослідження динаміки вібраційних машин об’ємного оброблення та розрахунку впливу різних чинників на ефективність процесу на основі прикладних систем автоматизованих математичних розрахунків, зокрема MathCad та MatLab. Методика. Дослідження здійснено на основі класу вібромашин з дебалансним типом приводу і пружинною підвіскою. Побудовано математичну модель завантаження вібраційних оброблювальних машин з вертикальним збуренням, яка преставлена нашаруванням плоских балок, що здійснюють вертикальні коливання. Для побудови математичної моделі використано методи нелінійної механіки. Результати. Досліджено динамічні процеси під час вібраційного ущільнення завантаження і сепарації його фракцій з метою підвищення інтенсивності цих технологічних процесів. Отримано залежності для визначення впливу фізико-механічних властивостей складових завантаження на динаміку процесу. Наукова новизна. Розглянуто нові підходи для побудови математичних моделей дослідження процесів у машинах вібраційної обробки, зокрема вібраційного ущільнення та сепарації. Отримано диференціальні рівняння для визначення зміни амплітуди та частоти завантаження залежно від впливу зовнішніх та внутрішніх параметрів процесу віброобробки. Практична значущість. Побудована математична модель дає можливість дослідити динаміку завантаження вібромашини, визначити амплітуду та частоту коливань завантаження вібромашини залежно від його властивостей та властивостей вібраційної машини. Отримані розв’язки нелінійних диференціальних рівнянь опису руху завантаження у вібраційних машинах дають змогу автоматизовано визначати амплітуди, частоти та траєкторії руху різних складових завантаження залежно від параметрів системи “вібраційна машина – завантаження”, за допомогою їх алгоритмізації у прикладних системах автоматизованих математичних розрахунків.
Зміст до “Автоматизація виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні”
(Видавництво Львівської політехніки, 2021-11-22)