Анотація до роботи:

Куниця А.В. Розвиток теорії функціонування зубчастих планетарних інерційно-імпульсних механічних систем. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.02 – машинознавство. – Національний технічний університет „Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2004.

У роботі на єдиній науково-методологічній основі системного підходу створені аналітичні і розрахункові методи аналізу параметрів функціонування інерційно-імпульсної механічної системи з урахуванням зміни зв’язку між її ланками і її взаємодії з джерелом і приймачем енергії, в яких для потреб інженерної практики задача динамічного аналізу вирішена стосовно до задачі динамічного аналізу, що дозволило для промисловості вирішити комплекс проблем проектування нових технологічних процесів і машин, які адаптивно пристосовуються до параметрів транспортних і технологічних процесів. Уперше на базі зворотної задачі механіки машин і закону збереження енергії створено метод аналізу математичних моделей механічного руху в інерційно-імпульсній механічній системі, і це дозволило отримати вираження канонічних характеристик інерційно-імпульсних механізмів. Установлена нова закономірність нелінійних взаємодій інерційно-імпульсної механічної системи з джерелом і приймачем енергії і розроблено заходи сумісного параметричного та енергетичного усунення можливості виникнення таких нелінійних ефектів, які призводять до зниження працездатності і довговічності машин. Уперше розроблена методика узгодження параметрів функціонування інерційно-імпульсної механічної системи, в якій обґрунтовано вимоги щодо спільного узгодження її параметрів та канонічної характеристики з характеристиками джерела і приймача енергії.

У дисертації подані теоретичні узагальнення і нове рішення актуальної науково-прикладної проблеми, що має важливе науково-технічне значення і полягає в створенні методів аналізу математичних моделей і процесів функціонування інерційно-імпульсної механічної системи, розробці методики узгодження параметрів функціонування системи джерело енергії - інерційно-імпульсна механічна система – приймач енергії, що дозволило для машинобудівної галузей вирішити комплекс складних проблем проектування нових машин, які адаптивно пристосовуються до параметрів технологічних процесів і виконують їх за умовами енергозбереження.

Найбільш важливі наукові і практичні результати роботи включають.

1. Подальший розвиток теорії функціонування зубчастих планетарних ІІМС здійснено шляхом створення нових взаємоузгодженних між собою аналітичних і розрахункових методів динамічного аналізу і синтезу параметрів функціонування ІІМС.

2. У рамках сформульованого в роботі загального підходу до створення нових аналітичних і розрахункових методів аналізу і синтезу параметрів функціонування ІІМС, на єдиній науково-методологічній основі системного підходу дана загальна постановка проблеми розвитку теорії функціонування планетарної ІІМС з урахуванням зміни зв`язку між її ланками і її взаємодії з ДЕ і ПЕ в складі єдиного машинного агрегату, що є динамічною системою ДЕ – ІІМС - ПЕ.

3. Установлено, що фактично, при тих самих за складом фізичних елементах однієї і тій же первородної ІІМС, реалізуються, у залежності від зміни силових і швидкісних параметрів технологічного процесу, різні часткові ІІМС, що мають різне число ступенів свободи на режимах прямого, зворотного і змішаного ходів і власні закони функціонування на кожному з них. Процеси перетворення первородної і частинних ІІМС друг у друга здійснюються згідно принципу найменшого примуса Гауса і за допомогою позитивного і негативного зворотного зв'язку, що забезпечує систему ДЕ – ІІМС – ПЕ якостями спадковості, мінливості, добору зв'язків між її ланками, і вона виконує в будь-який момент часу енергозберігаючі технології. Ці якості системи ДЕ – ІІМС – ПЕ дозволяють їй автоматично виконувати функції транспортування, трансформації енергії джерела енергії за силовим і швидкісним факторами, здійснення контролю і керування технологічним процесом без запізнювання і вжитку спеціальних систем автоматичного регулювання.

4. Створені математичні моделі механічного руху в системі ДЕ – ІІМС - ПЕ окремо для восьми різних інерційно-імпульсних механізмів і окремо для режимів прямого, зворотного і змішаного ходів. Кожна окрема математична модель є системою нелінійних диференційних рівнянь другого порядку з перемінними коефіцієнтами, а кожне рівняння є диференційним рівнянням обертання матеріального тіла зі змінним моментом інерції.

5. Створено метод аналізу математичних моделей системи ДЕ – ІІМС - ПЕ на основі загальних принципів системного підходу, аналізу рівняння динаміки системи в незалежних варіаціях узагальнених координат аналітичної динаміки, фізичного змісту членів кожного рівняння однієї окремо узятої математичної моделі системи ДЕ – ІІМС - ПЕ, взаємодії між її елементами і на базі загальних положень зворотної задачі, закону передачі миттєвих робіт, методу динамічних робіт, теореми про зміну кінетичної енергії динаміки машин і закону збереження енергії.

6. Для потреб інженерної практики задача динамічного аналізу процесів функціонування вирішена стосовно до задачі динамічного синтезу. Цей підхід дозволяє розвинути теорію функціонування ІІМС із урахуванням зміни структури зв`язків між її ланками і її взаємодії з ДЕ й ПЕ внаслідок того, що математичні моделі системи ДЕ - ІІМС - ПЕ й метод їхнього динамічного аналізу обрані таким чином, щоб зберегти достатню спільність у постановці проблеми й у той же час отримати матеріал у формі, що допускає його застосування на стадіях динамічного синтезу системи ДЕ - ІІМС - ПЕ.

7. Установлена залежність інтегральних виразів силового фактору окремих за фізичним змістом членів, що відбивають дію сил інерції ІІМС за цикл для кожної її вхідної і вихідної ланки, від режиму роботи ІІМС у функції її передавального відношення.

8. Виявлені закономірності функціонування ІІМС на режимах прямого, зворотного і змішаного ходів: 1) у залежності від кінематичної схеми первородної ІІМС; 2) у кожній частковій ІІМС; 3) у залежності від передавального відношення ІІМС; 4) у залежності від масових, геометричних, кінематичних, динамічних і енергетичних параметрів ІІМС.

9. Встановлена закономірність виникнення нелінійних енергетичних, силових і кінематичних взаємодій ІІМС із ДЕ і ПЕ. Це дозволило розробити заходи спільного параметричного й енергетичного усунення можливості виникнення небажаних нелінійних ефектів, що знижують працездатність і довговічність нових транспортних і технологічних машин.

10. Розроблена методика узгодження параметрів функціонування ІІМС з урахуванням зміни зв’язку між її ланками і її взаємодії з ДЕ і ПЕ.

11. Теоретично обґрунтовані вимоги щодо спільного узгодження параметрів і канонічної характеристики ІІМС із характеристиками ДЕ і ПЕ на різних режимах з метою одержання необхідної для виконання технологічного процесу вихідної характеристики системи ДЕ – ІІМС – ПЕ. Ці вимоги виконуються, якщо параметри і канонічна характеристика ІІМ підібрані так, що діапазон чисельних значень інтегрального виразу силового фактора на виході ІІМС збігається з діапазоном зміни чисельних значень силового фактора технологічного процесу і при цьому діапазон чисельних значень інтегрального виразу силового фактора на вході ІІМС збігається з діапазоном зміни чисельних значень силового фактора ДЕ на стійкій гілці його механічної характеристики.

12. Результати роботи, у виді аналітичних і розрахункових методів, методики узгодження параметрів функціонування ІІМС, рекомендацій з виконаних для промисловості проектів, використовуються в практиці проектування на ряді підприємствах України: ВАТ „Новгородський машинобудівний завод” (с. м. т. Новгородське); ВАТ „Мотор-Січ” (м. Запоріжжя); ВАТ „Ново-Горлівський машинобудівний завод” (м. Горлівка) і Російської Федерації: ВАТ „Автодизель” (м. Ярославль), Науково-дослідного інституту технології автомобільної промисловості (м. Москва). Окремі результати і положення роботи використовуються в АДІ ДонНТУ (м. Горлівка) у навчальному процесі при читанні курсів „Конструкції автотранспортних засобів”, „Робочі процеси і розрахунки автотранспортних засобів” і при виконанні студентами курсових, дипломних і науково-дослідних робіт і проектів.

Публікації автора:

1. Куница А.В., Рязанов И.В. Математическая модель бурильной головки с ударным механизмом инерционно-импульсного типа//Теория механизмов и машин. - Харьков, 1990 . - Вып. 48.- С. 65 - 68.

Здобувачеві належить постановка фізичної задачі і створення математичної моделі.

2. Куница А.В. Анализ кинематических и силовых свойств инерционного трансформатора вращающего момента//Прогрессивные технологии и системы машиностроения. — Донецк: ДонГТУ, 1998. - Вып. 5. – С. 82 - 91.

3. Куница А.В. Каноническая характеристика ИТВМ смешанного хода//Прогрессивные технологии и системы машиностроения. – Донецк: ДонГТУ, 1998. - Вып. 6. – С. 133 –– 137.

4. Куница А.В. Разработка и развитие теоретических основ создания объектов механотроники//Проблемы создания новых машин и технологий: Научн. труды КГПИ. - Кременчуг: КГПИ, 2000. - Вып. 1/2000(8)'. - С. 277 - 280.

5. Куница А.В., Куница А.А. Машинный технологический процесс и механический бесступенчатый трансформатор//Прогрессивные технологии и системы машиностроения. – Донецк: ДонГТУ, 2000. – Вып. 12. – С. 186 – 191.

Здобувачеві належать математичні перетворення загального рівняння динаміки системи в незалежних варіаціях узагальнених координат.

6. Куница А.В. Методика определения аналитических выражений канонических характеристик инерционно-импульсных механизмов на режиме прямого хода//Інтегровані технології та енергозбереження. – Харків: НТУ “ХПІ”, 2002. - №3. – С. 60 – 67.

7. Куница А.В. Расширение эксплуатационных возможностей инерционных трансформаторов вращающего момента/Автомобильный транспорт: Сборник научных трудов. – Харьков: ХНАДУ, 2002. – Вып. 9. – С. 79 – 81.

8. Куница А.В. Анализ канонических характеристик инерционно - импульсных механизмов, функционирующих как инерционный трансформатор вращающего момента второго рода//Прогрессивные технологии и системы машиностроения. – Донецк: ДонГТУ, 2002. – Вып. 19. – С. 111 – 119.

9. Куница А.В. Принцип наименьшего принуждения Гаусса, обратная связь и функционирование инерционно-импульсных механических систем// Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: Наукові праці КДПУ. – Кременчук: КДПУ, 2002. – Вип. 1(12). – С. 159 – 162.

10. Куница А.В. Метод решения уравнений движения инерционно - импульсных механических систем//Системні технології. Регіональний міжвузівський збірник наукових праць. – Дніпропетровськ, 2002. . – Вип. 5(22). - С. 43 – 48.

11. Куница А.В. Анализ канонических характеристик инерционно - импульсных механизмов, функционирующих как инерционный трансформатор вращающего момента первого рода//Прогрессивные технологии и системы машиностроения. – Донецк: ДонГТУ, 2002. – Вып. 20. - С. 208 – 212.

12. Куница А.В. Методика получения выходной характеристики системы источник энергии – инерционно-импульсная механическая система – приемник энергии//Прогрессивные технологии и системы машиностроения. – Донецк: ДонГТУ, 2002. – Вып. 21. - С. 45 – 51.

13. Куница А.В. Параметрическое и энергетическое устранение нежелательных нелинейных эффектов в инерционно-импульсных механических системах// Прогрессивные технологии и системы машиностроения. – Донецк: ДонГТУ, 2002. – Вып. 22. - С. 8 – 17.

14. Куниця А.В. Теоретичне обґрунтування методики узгодження між собою характеристик і параметрів інерційно-імпульсного механізму, джерела енергії і приймача енергії//Вісник технологічного університету Поділля: Частина 1. Технічні науки. – Хмельницький: ТУП, 2002. - №6. – С. 208 – 210.

15. Куница А.В. Инерционно-импульсная механическая система как источник вибраций в технике и технологиях//Вибрации в технике и технологиях. – Вінниця: ВДАУ, 2002. - №3 (24). - С. 51 – 53.

16. Куница А.В. Методика расчета параметров инерционно-импульсных механизмов на режиме прямого хода//Вибрации в технике и технологиях. – Вінниця: ВДАУ, 2002. - №5 (26). - С. 28 – 31.

17. Куница А.В. Анализ свойств канонической характеристики инерционно-импульсных механизмов посредством аналитической геометрии// Прогрессивные технологии и системы машиностроения. – Донецк: ДонГТУ, 2003. – Вып. 23. - С. 84 – 90.

18. Куница А.В. Особенности согласования характеристик источника энергии - инерционно-импульсной механической системы - приемника энергии на режиме обратного хода//Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: Наукові праці КДПУ. – Кременчук: КДПУ, 2003. – Вип. 2/2003 (19). – С. 116 – 119.

19. Куница А.В. Анализ качественных и количественных изменений и взаимодействий в системе источник энергии - инерционно-импульсная механическая система – приемник энергии// Прогрессивные технологии и системы машиностроения. – Донецк: ДонНТУ, 2003. – Вып. 25. - С. 192 – 198.

20. Куница А.В. Механические ступенчатый и автоматический бесступенчатый инерционно-импульсные силовые приводы автотранспортных средств//Автомобильный транспорт: Сборник научных трудов. – Харьков: ХНАДУ, 2002. – Вып. 13. – С. 197 – 199.

21. Куниця А.В. Інерційно-імпульсні механічні системи і прогресивні технологічні процеси матеріального виробництва//Збірник наукових праць Харківської державної академії залізничного транспорту. – Харків: УкрДАЗТ, 2003. – Вип. 55. – С. 96 – 100.

22. Куница А.В. Сила инерции и система материальных точек//Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: Наукові праці КДПУ. – Кременчук: КДПУ, 2003. – Вип. 6/2003 (23). – С. 26 – 30.

23. Вращательно-ударная бурильная головка: А.с. 1434096 СССР, МКИ Е 21 С 5/06/ В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, А.В. Касьян, И.В. Рязанов, Б.М. Шмаков (АДИ ДонНТУ). - №4182000/22-03; Заявлено 14.01.87, Опубл. 30.10.88, Бюл. № 40. – 4 с., ил.

Здобувач запропонував планетарній редуктор виконати з косозубчастою сонячною шестірнею.

24. Станок для нарезания резьб: А.с. 1484496 СССР МКИ В 23 G 1/16/В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, В.В. Куница, В.В. Панарин (АДИ ДонНТУ). - № 4184708/31-08; Заявлено 23.01.87; Опубл. 07.06.89. - Бюл. №21. – 4 с., ил.

Здобувачу належить ідея оснастити станок запобіжним інерційно-імпульсним механізмом.

25. Транспортное средство на воздушной подушке: А.с. 1814271 СССР, МКИ В 6О V З/ОО/ В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, А.Ф. Кульша, И. С. Немировский, А.В. Хорошун (АДИ ДонНТУ). - №4794667/11; Заявлено 26.12.89;Опубл. 07.05.93, Бюл. № 17. – 5 с., ил.

Здобувач запропонував зовнішню обойму першого механізму вільного ходу виконати з можливістю роз'єднання з повітронагнітальною установкою й кінематичним з'єднанням з рушієм.

26. Буровой станок: А.с.10004596 СССР, МКИ Е 21В 3/02/ В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, И. В. Грицук, В. В. Куница (АДИ ДонНТУ). - № 3336780/22-03; Заявлено 09.09.81 .Опубл. 15.03.83, Бюл. №10. – 5 с., ил.

Здобувач запропонував трансмісію привода обертання шпінелем деталей виконати у вигляді імпульсатора з двома механізмами вільного ходу.

27. Станок для притирки отверстий: А.с. 1039701 СССР, МКИ В 24 В 37/02/ В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, И.У. Малиновский, А.И. Шалимов, В.В. Куница (АДИ ДонНТУ). - № 3427181/25 -08; Заявлено 23.04.82; Опубл. 07.09.83, Бюл. №33. – 5 с., ил.

Здобувач запропонував привод обертання шпінелем деталей оснастити з’єднаним з привідним двигуном інерційно-імпульсним механізмом.

28. Инерционно - импульсная передача: А.с. 1043395 СССР, МКИ F 16 Н 33/08/ Г.Г. Васин, Э.Н. Меликов, В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, В.В. Куница (АДИ ДонНТУ). - № 2862589/25 - 28; Заявлено 03.01.80, Опубл. 23,09.83, Бюл. №35. – 3 с., ил.

Здобувач запропонував інерційно-імпульсну передачу оснастити двома додатковими механізмами вільного ходу.

29. Сверлильная головка с автоматическим регулированием подачи: А.с. 1053387 СССР. МКИ В 23 В 39/00/ В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, В.В. Куница (АДИ ДонНТУ). - № 3401389 /25-08; Заявлено 26.02.82; Опубл. 07.11.83. - Бюл. №41. – 11 с., ил.

Здобувач запропонував внутрішні обойми механізмів вільного ходу зв’язати з валом планетарного механізму.

30. Буровой станок: А.с. 1504322 СССР, МКИ Е 21 В 3/02/В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, В.М. Жовтый, И.В. Рязанов, Б.М. Шмаков (АДИ ДонНТУ). - №4322334/23 - 03; Заявлено 02.11.87; Опубл. 30.08.89, Бюл. № 32. – 6 с., ил.

Здобувач запропонував оснастити станок ударним механізмом, виконаним у вигляді імпульсатора.

31. Инерционно-импульсная передача: А.с. 1739151 СССР, МКИ F 16 Н 33/14/В.Г. Белоглазов, А.В. Куница, В.В. Белоглазов (АДИ ДонНТУ). - №4769049/28; Заявлено 18.12.89; Опубл. 07.06.92, Бюл. № 21. – 5 с.

Здобувач запропонував виконати виконавчий орган у вигляді гвинта.

32. Куница А.В., Куница В.В., Севостьянов А.И. Алгоритм программы численного моделирования динамики много шпиндельного станка со знакопеременным винтовым движением шпинделей для виброотделки деталей автотранспортных средств// Оптимизация и интенсификация процессов отделочно-зачистной и упрочняющей обработки. - Ростов н/Д: Институт с.х. машиностр., 1986. - С. 69 – 76.

Здобувач запропонував зробити алгоритм програми циклічним з розвинутим блоком аналізу отримуємих результатів розрахунку.

33. Куница А.В., Севостьянов А.И. Основные направления промышленного внедрения вибрационных станков с использованием инерционно - импульсных систем с дополнительно подвижными звеньями в качестве привода// Тез. докл. 7 Всесоюзн. научн.-техн. конф. „Инерционно-импульсные механизмы, приводы и устройства” - Одесса, 1986. - С. 158 – 159.

Здобувачеві належить пропозиція використати знакозмінний гвинтовий рух реактору інерційно-імпульсного механізму для створення технологічного процесу обробки деталей зі складної формою.

34. Куница А.В., Белоглазов В.Г., Рязанов И.В., Севостьянов А.И. Экспериментальные исследования вращательно-ударной бурильной головки// Тез. докл. 4 Междунар. научн.-техн. конф. „Инерционно-импульсные механизмы, приводы и устройства” – Владимир, 1992. – С.25.

Здобувач запропонував експериментальні методи дослідження параметрів обертально-ударної бурильної головки.

35. Куница А.В. Идеальная каноническая характеристика инерционно-импульсного механизма// Прогрессивные технологии машиностроения и современность: Сб. тр. междунар. научно-техн. конф. - Донецк: ДонГТУ, 1997. - С. 140.

36. Куница А.В., Куница А.А. Анализ уравнений Лагранжа// Сб. тр. международн. научн.-техн. конф. «Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века». — Севастополь, 13-18 сентября 1999 г. - Донецк, 1999. – С. 93 – 95.

Здобувач виконав аналіз рівнянь Лагранжа для механічної системи з двома ступенями свободи.

37. Куница А.В. Метод решения уравнений движения инерционно-импульсных механических систем// Друга Всеукраїнська наукова конференція „Математичні проблеми технічної механіки”/ Тези доповідей. - Дніпродзержинськ, 2002. – С. 107.

38. Куница А.В. Объективные причины существования различий в понятиях Ньютоновой и Лагранжевой механик// Машиностроение и техносфера на рубеже ХХI века// Сб. труд. Международн. научн.-техн. конф. в г. Севастополе 8-14 сентября 2003. в 4-х томах. – Донецк: ДонНТУ, 2003. – Т. 2. С. 124 – 129.