Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Технологiї в машинобудуваннi

ЩОДО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ РЕСУРСУ ТА ЗМЕНШЕННЯ ШУМУ РЕДУКТОРІВ РІЗАННЯ ОЧИСНИХ ВУГІЛЬНИХ КОМБАЙНІВ

Вадим Миколайович Дергоусов — 2026-05-22

Автори, маючи кожен свій досвід наукової та практичної діяльності та накопичені знання з машинознавства і технології машинобудування, поставили собі за мету узагальнення та оцінку причин зниження надійності та ресурсу, підвищених рівнів шуму зубчастих передач, Для розробки та впровадження рекомендацій, які в подальшому зможуть забезпечити підвищення працездатності і зменшення рівнів шуму, розглянуто особливості редукторів різання очисних вугільних комбайнів нового покоління, вимоги до експлуатаційних показників, які забезпечують їхню ефективність та конкурентоспроможність.

ПІДВИЩЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДОСПЛАВНОГО ІНСТРУМЕНТУ ПРИ ВИСОКОШВИДКІСНОМУ ТОЧІННІ

Олег Леонідович Кондратюк — 2026-05-22

Сучасний розвиток машинобудування характеризується постійним прагненням до інтенсифікації виробничих процесів. Одним із найбільш перспективних напрямів підвищення продуктивності металообробки є перехід до швидкісного та високошвидкісного точіння. Теоретичною основою цього процесу є зміна фізико-механічних явищ у зоні різання при збільшенні швидкості (Vріз).
На відміну від традиційної обробки, швидкісне різання супроводжується специфічним розподілом теплових потоків та зміною характеру пластичної деформації матеріалу заготовки.
Сутність процесу полягає в тому, що при критичних швидкостях швидкість відведення тепла зі стружкою випереджає швидкість теплопровідності в тіло деталі. Це дозволяє досягти високої якості поверхні та точності розмірів, оскільки заготовка практично не зазнає термічного розширення. Проте зворотним боком високої продуктивності є екстремальне теплове навантаження на різальну кромку інструмента, що висуває жорсткі вимоги до його міцнісних та експлуатаційних характеристик.
Хоча при швидкісному точінні питома кількість теплоти від кожної частинки стружки, що потрапляє на різець, зменшується через скорочення часу контакту, сумарна кількість теплової енергії, що акумулюється в інструменті за одиницю часу, суттєво зростає. Це призводить до інтенсивного термомеханічного руйнування твердосплавних пластин.
Необхідне подальше вивчення механізмів теплорозподілу та деформаційних процесів (зокрема, зменшення усадки стружки) для створення науково обґрунтованих рекомендацій щодо вибору марок твердих сплавів для різальних пластин та їхньої геометрії.
Таким чином, розробка методів оптимізації стійкості токарних різців при переході до високопродуктивної обробки є критично важливим завданням для сучасного автоматизованого виробництва, що й визначає напрям даного дослідження.

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ГЕОМЕТРІЇ ПОВЕРХНІ ШЛІФУВАНИХ З ВИКОРИСТАННЯМ ТВЕРДИХ ЗМАЩУВАЛЬНИХ РЕЧОВИН ВАЖКООБРОБЛЮВАНИХ МАТЕРІАЛІВ

Микола Васильович Матюшенко — 2026-05-22

Розроблено математичну модель для аналізу результатів досліджень алмазного шліфування важкооброблюваного матеріалу, що використовуються при виготовленні та ремонту авіаційної техніки: жароміцної дисперсійно-твердіючої високолегованої нержавіючої сталі 10Х11Н23Т3МР. Шліфування проводилося з використанням твердих змащувальних матеріалів. Отримані результати дозволяють стверджувати, що тверді змащувальні матеріали здатні ефективно зменшувати роботу тертя. Стеаринову кислоту слід вважати основою для створення ТЗМ з подальшим удосконаленнямїх складу.

ВИКОРИСТАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ 3D-ДРУКУ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ТА ТЕСТУВАННЯ АМОРТИЗУВАЛЬНОГО ВКЛАДИША ДЛЯ НОЖНИХ ПРОТЕЗІВ

Місан Богдан — 2026-05-22

Досліджено метод тестування амортизувального вкладиша для ножних протезів, виготовленого з використанням технології адитивного FFF/FDM 3D-друку. Метод базується на ударному імпульсі та аналізі вільних затухаючих коливань, який призначений для кількісної оцінки демпфувальних властивостей вкладиша. Особливу увагу було приділено дослідженню динамічних і в’язкопружних процесів у конструкції амортизованого вкладишу та матеріалу під дією ударних навантажень. Визначено основні параметри вкладишу, які впливають на гасіння вібрації, а саме: жорсткість матеріалу, ступінь і форму внутрішньої перфорації. Запропонований метод та конструкція тестового макету дозволяє порівнювати різні конструктивні варіанти амортизувальних вкладишів та може бути використаний для оптимізації протезних систем з метою зменшення динамічних навантажень і підвищення комфорту користувачів.

ТЕОРЕТИЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ УМОВ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВИСОКОТОЧНОЇ МЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ

Федір Васильович Новіков — 2026-05-22

Метою дослідження є аналітичне визначення та обґрунтування умов підвищення точності механічної обробки шляхом зменшення величини пружного переміщення, виникаючого в технологічній системі, для створення технологічних процесів високоточної лезової та абразивної обробок. Для цього отримано узагальнюючі теоретичні рішення щодо аналітичного визначення складових сили різання, енергоємності обробки, пружних переміщень у технологічній системі Аналітично встановлено, що сила різання під час лезової обробки (точіння) завжди менше, ніж під час абразивної обробки (шліфування) завдяки зменшенню енергоємності обробки. При цьому під час лезової обробки переважає тангенціальна складова сили різання, а під час шліфування – радіальна складова сили різання, що визначає точність обробки. Аналітично встановлено, що найменший час обробки для забезпечення заданої точності обробки під час шліфування досягається за умови створення в технологічній системі певного початкового натягу, який залежить в основному від ріжучої здатності шліфувального круга. Також встановлено, що підвищити точність обробки можна застосуванням високошвидкісного різання. При цьому схеми однопрохідної та багатопрохідної обробки фактично рівнозначні. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено ефективність здійснення автоматизованого процесу круглого зовнішнього шліфування в один перехід, який включає лише перехід виходжування із створенням у технологічній системі початкового натягу, рівного або кратного величині припуску, що знімається. Визначено умови зменшення основного часу обробки за заданої точності оброблюваної поверхні, які обумовлені переходом від дискретного до безперервного характеру знімання припуску. Наведено практичні рекомендації щодо створення ефективних технологічних процесів механічної обробки.

КОМПЛЕКСНИЙ ПІДХІД ДО СУЧАСНИХ ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАННЯ У МАШИНОБУДУВАННІ

Мирослав Вячеславович Воропаєв — 2026-05-22

У статті представлено системний огляд сучасних засобів і систем індустріальної метрології, що застосовуються у виробничих галузях промисловості — машинобудуванні, енергетиці, авіабудуванні та автомобілебудуванні. На основі матеріалів гостьової лекції, проведеної фахівцями компанії «Кода» — офіційного представника концерну Hexagon в Україні, — розглянуто класифікацію вимірювальних систем, їх технічні характеристики, особливості застосування та тенденції автоматизації вимірювальних процесів. Описано стаціонарні координатно-вимірювальні машини (КВМ) різних класів, портативні вимірювальні системи, засоби вимірювання на верстатах, а також роботизовані вимірювальні комплекси. Окрему увагу приділено питанням зворотного інженірингу як сучасного методу відтворення конструкторської документації за наявним зразком деталі.

ДОСЛІДЖЕННЯ КОЕФІЦІЄНТІВ ФОРМИ ЗУБІВ НЕЕВОЛЬВЕНТНИХ ЗУБЧАСТИХ ПЕРЕДАЧ

Сергій Олександрович Мироненко — 2026-05-22

У статті обґрунтовано актуальність дослідження зубчастих передач зі складним неевольвентним профілем бічних поверхонь зубів, які в ряді областей застосування мають переваги перед евольвентними зубчастими передачами і позбавлені деяких їх недоліків, пов’язаних з якісними показниками. Показано, що для отримання сполучених поверхонь зубів двох неевольвентних зубчастих коліс можуть бути використані дві інструментальні рейки з профілями бічних поверхонь зубів, зворотними по відношенню один до одного. Як нелінійний профіль бічної поверхні зуба інструментальної рейки розглядається деяка ділянка однієї з модельованих плоских кінематичних кривих. Дано опис програми, яка дозволяє розраховувати геометричні характеристики формоутворених профілів коліс зубчастої пари, візуалізувати процес формоутворення, а також визначати якісні показники зубчастого зачеплення. Тим самим створено передумови для вибору з отриманого в результаті геометричного моделювання поля кривих таких профілів зубів інструментів, які б забезпечували найбільш раціональне поєднання профілів зубів оброблених ними зубчастих коліс і необхідні якісні показники зубчастого зачеплення. Представлені результати дослідження коефіцієнта форми зубів зубчастої передачі при виборі форми профілів зубів. Проведено серії чисельних експериментів для зубчастих зачеплень, утворених парами інструментальних рейок з різними профілями бічних поверхонь зубів – прямолінійними, опуклим і увігнутим, а також увігнуто-опуклими. Показано, що неевольвентні зубчасті зачеплення можуть мати менші коефіцієнти форми зубів в порівнянні з евольвентними зачепленнями. Найбільш доцільним представляється варіант рейок з увігнутим і увігнуто-опуклим профілями зубів, що забезпечує найкращі значення якісних показників зачеплення.

АНАЛІЗ ОПТИМАЛЬНИХ ПАРАМЕТРІВ ТЕРМОЧАСОВОЇ ОБРОБКИ АЛЮМІНІЄВИХ РОЗПЛАВІВ

Ігор Едуардович Скідін — 2026-05-22

У сучасному ливарному виробництві при отриманні виливків з алюмінієвих сплавів широко використовуються вторинні матеріали – відходи, повернення, брухт. При цьому вміст лому і відходів виробництва в шихті може становити до 100 % . Тому необхідно застосовувати більш досконалі способи плавки і обробки сплавів, у тому числі і раціональні температурні режими лиття. Для поліпшення структури і механічних властивостей багатьох ливарних алюмінієвих сплавів регулюють режими плавки і заливки, застосовують операції модифікування, рафінування, обробку фізичними впливами, створюють особливі умови кристалізації виливків. Наукова новизна роботи полягає у встановлених закономірностях впливу параметрів термочасової обробки розплаву на механічні властивості і якісні показників виливків з алюмінієвих сплавів, отриманих способом ЛГМ, при використанні до 90 % вторинних матеріалів в шихті. Практичне значення роботи полягає в обґрунтуванні можливості підвищення механічних властивостей сплавів, отриманих з переважанням вторинних матеріалів в шихті, а також якісних показників виливків завдяки оптимальним температурам перегріву та лиття. Результати. Визначено раціональні параметри термочасової обробки алюмінієвих розплавів (ТПЕР = 990...1000 °С, τ = 5...10 хв) з вмістом у шихті 85...90 % вторинних матеріалів, які забезпечують задовільну чистоту поверхні, розмірну точність, мінімальну пористість, підвищений рівень механічних властивостей і герметичність виливків, отриманих методом ЛГМ.

ЗАПОБІГАННЯ ВИРОБНИЧОМУ ТРАВМАТИЗМУ НА ПІДПРИЄМСТВАХ МАШИНОБУДІВНОЇ ГАЛУЗІ З УРАХУВАННЯМ ОСОБЛИВОСТЕЙ УМОВ ПРАЦІ

Ірина Олександрівна Мезенцева — 2026-05-22

В роботі приведені результати дослідження взаємозв’язку між кількістю потерпілих від нещасних випадків і професійних захворювань за останні 10 років і причинами виробничого травматизму з урахуванням особливостей умов праці на машинобудівних підприємствах. Розглянуті небезпечні і шкідливі фактори, що впливають на працівників машинобудівних підприємств. Показано, що більшість травм трапляється через невиконання інструкцій з охорони праці. Запропоновані рекомендації щодо зниження числа потерпілих. В першу чергу необхідно підвищувати рівень свідомості робітників і культури безпеки праці, покращувати навчання з питань охорони праці працівників і керівників усіх рівнів. Це не можливо зробити без викладання відповідних дисциплін у закладах вищої освіти майбутнім ведучим спеціалістам і керівникам структурних підрозділів. В свою чергу, фахівцям з охорони праці слід підвищувати вимоги щодо виконання своїх обов’язків в здійсненні системного контролю за своєчасною розробкою нових інструкцій, їх періодичним переглядом, проведенням позапланових інструктажів. Важливо удосконалити контроль стану здоров’я на початку зміни працівників, які обслуговують робочі місця підвищеної небезпеки.

АНАЛІЗ ПРОБЛЕМИ ФОРМУВАННЯ ГРУПОВОЇ ТЕХНОЛОГІЇ ОБРОБКИ РІЗАННЯМ ДЕТАЛЕЙ ТИПУ «РОБОЧА ЛОПАТКА» ПАРОВОЇ ТУРБІНИ

Валерій Іванович Летюк — 2026-05-22

У роботі проведено комплексний аналіз проблеми формування групової технології обробки деталей типу "лопатка парової турбіни". З метою дослідження виконано літературний огляд наукових праць за тематикою організації виробництва та технології виготовлення лопаток парових турбін. Особливу увагу приділено сучасним тенденціям розвитку групової механічної обробки деталей зі складним профілем. Розглянуто можливість типізації лопаток парових турбін за різними характеристиками: призначенням, матеріалами, геометрією іх конструктивних елементів (хвости, робочі частини, головки). На основі аналізу сформульовані організаційно-технічні й технологічні вимоги виробництва робочих лопаток парових турбін, виконано технічний та організаційно-технологічний аналіз механообробного виробництва робочих лопаток 4, 5 ступенів турбіни потужністю 1000 МВт. Виявлені організаційно-технологічні переваги та недоліки існуючого виробництва лопаток парових турбін. До переваг можна віднести накопичений досвід та відпрацьовані технології, тоді як недоліками є недостатня автоматизація та гнучкість, широка номенклатура деталей, велика трудомісткість їх виготовлення та значна кількість виконуваних операцій. Науково-технічний та організаційно-технологічний аналіз виробництва дозволив сформулювати цілі та задачі дослідження і передумови для створення групового автоматизованого механообробного виробництва лопаток парових турбін потужністю 1000 МВт.

ЕМЕРДЖЕНТНІСТЬ У ЦИФРОВИХ ДВІЙНИКАХ ВИРОБНИЦТВА

Сергій Вадимович Ковалевський — 2026-05-22

Прискорений розвиток технології цифрових двійників суттєво розширив можливості моделювання, моніторингу та оптимізації сучасних виробничих систем. Водночас у більшості сучасних досліджень цифрові двійники переважно розглядаються як інструменти імітаційного моделювання, тоді як недостатня увага приділяється емерджентній поведінці, що виникає внаслідок взаємодії підсистем. Емерджентність є ключовою властивістю складних систем, у яких динаміка системного рівня не може бути повністю пояснена ізольованою поведінкою окремих елементів. У даному дослідженні розроблено строгий математичний апарат для вивчення емерджентних явищ у цифрових двійниках виробничих систем. Цифровий двійник представлено як динамічну мережу взаємопов’язаних підсистем, що описуються системою зв’язаних диференціальних рівнянь. Для оцінювання колективної складності введено ентропійний індекс емерджентності. Аналітично доведено дві теореми стійкості та одну теорему оптимальності. Крім того, сформульовано варіаційний Принцип мінімальної емерджентної складності, який встановлює прямий зв’язок між інформаційною складністю та ефективністю виробництва. Числові експерименти, підтверджені чотирма науковими ілюстраціями, верифікують запропоновані теоретичні результати. Розроблена формалізація створює теоретичну основу для інтелектуального моніторингу, адаптивного керування та виробничих середовищ нового покоління в концепції Industry 5.0.

СУЧАСНИЙ СТАН КОНТАКТУЮЧИХ ПОВЕРХОНЬ ЗУБЧАСТИХ КОЛIС ГОЛОВНИХ ПРИВОДІВ ОЧИСНИХ КОМБАЙНІВ З УРАХУВАННЯМ КОНТАКТНО-ГІДРОДИНАМІЧНОЇ ТЕОРІЇ ЗМАЩУВАННЯ

Єгор Олександрович Пермяков — 2026-05-22

Підвищення ефективності циліндричних зубчастих передач головних приводів очисних комбайнів шляхом застосування високошвидкісних зубчастих передач з демпфірувальними властивостями забезпечують підвищення довговічності, зниження вібрації, шумових характеристик, підвищення навантажувальних здібностей і зниження зносу зубів. На базі глибокого аналізу існуючої теорії гідродинаміки і конструктивних особливостей експлуатації циліндричних зубчатих передач головних приводів очисних комбайнів, шляхом забезпечення демпфуючих властивостей циліндричних зубчастих коліс приводів передніх бабок за рахунок забезпечення параметрів шорсткості поверхневого шару гідродинамічних кишень важконавантажених зубчастих коліс, розроблені наукові напрямки конструктивного забезпечення підвищення надійності, зносостійкості, плавності зачеплення зубчастих передач при утворенні неньютонівського стану робочої рідини.