Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание инновационной энергосберегающей технологии и оборудования для стабилизации геометрических параметров широкого спектра изделий машино- и приборостроения на основе использований вибромеханической энергии

Номер контракта: 14.574.21.0015

Руководитель: Королев Альберт Викторович

Должность: профессор

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А."
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А."

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
стабилизация, энергия, энергосбережение, производительность, точность, качество.

Цель проекта:
1. Задачи проекта: - создание нового метода стабилизации геометрических параметров изделий на основе вибромеханической обработки и способов его реализации; - создание математической модели, отражающей механизм процесса вибростабилизации изделий; - создание макета установки для вибростабилизации изделий; - проведение экспериментальных исследований макета установки для подтверждения его эффективности. 2. Целью проекта является создание энергосберегающей экологически безопасной технологии и технологического оборудования нового поколения для вибромеханической стабилизации геометрических параметров металлоконструкций, превосходящих мировой уровень.

Основные планируемые результаты проекта:
Научная ценность полученных результатов заключается в разработке обобщающей математической модели процесса вибромеханияеской релаксации остаточных напряжений и стабилизации геометрических параметров изделий, отражающей его глубокие внутренние закономерности, на основе которой предложена методика прогнозирования результатов обработки и анализа влияния на результаты обработки основных технологических факторов.
К числу новых научных результатов ПНИ относятся следующие:
1) Показано, что механизм динамического процесса вибромеханической стабилизации геометрических параметров изделий во многом схож с механизмом аналогичных методов статической стабилизации с постоянным удлинением изделия или с постоянным действующим на него усилием – во всех этих случаях часть энергии внешней деформации изделия в соответствии с принципом саморегулирования поглощается материалом, в результате чего уменьшаются остаточные напряжения и снижается внутренняя потенциальная энергия материала. Это сопровождается деформацией материала детали. Отличием вибромеханической стабилизации геометрических параметров изделий от статических методов стабилизации заключается в том, что она обеспечивает в короткое время мощное энергетическое воздействие на изделие малыми дозами. Малые дозы подаваемой энергии ограничивают возможность развития в процессе вибромеханической обработки крупных дефектов в материале изделия, а высокая частота воздействия позволяет в короткое время удалить из материала изделия остаточные напряжения. Показано, что процесс вибромеханической стабилизации может осуществляться самыми разнообразными способами, каждый из которых может оказаться оптимальным в определенных условиях. Приведены примеры осуществления этих способов.
2) Предложена новая концепция механизма процесса вибромеханической стабилизации. Впервые показан механизм явления упругого гистерезиса материалов, который лежит в основе вибромеханической релаксации остаточных напряжений и стабилизации геометрических параметров. Ошибочно считалось, что коэффициент поглощения энергии внешней упругой деформации материала величина примерно постоянная. Установлено, что на самом деле сущность этого явления заключается в том, то в соответствии с принципом саморегуляции природных процессов часть энергии, затрачиваемой на упругую деформацию материала, расходуется на изменение внутренней потенциальной энергии его дефектов. Следовательно, доля поглощаемой энергии упругой деформации зависит от потенциальной энергии находящихся в материале дефектов . А так как в процессе вибромеханической обработки энергия дефектов материала меняется, то меняется и доля поглощаемой энергии. Поэтому коэффициент упругого гистерезиса не является величиной постоянной, как это принимали ранее, а изменяется в зависимости от механических свойств материала и наличия в нем дефектов.
3) Так как дефекты материала являются источником его внутренних напряжений, то в соответствии с принципом, предложенным академиком Н.Н. Давиденковым, деления внутренних напряжений на первого, второго и третьего рода следует и дефекты материала следует разделить на дефекты первого, второго и третьего рода, так как они по-разному ведут себя в процесса вибромеханической обработки. Дефектами первого рода являются дефекты с низким энергетическим уровнем, типа межзеренных или межфазных пластических сдвигов. Эти дефекты охватывают области, соизмеримые с объемом материала, вызывают напряжения первого рода, которые являются причиной деформации материала. В связи с тем, что целью вибромеханической обработки является стабилизация геометрических параметров изделия, то она направлена на удаление именно этих видов дефектов. К дефектам второго и третьего рода можно отнести дефекты, обладающие высоким энергетическим уровнем – дислокации, в том числе их скопления, сплетения и др., и микротрещины. Эти дефекты также поглощают часть энергии упругой деформации материала пропорционально своей потенциальной энергии, но чтобы освободиться от своей энергии под действием многоциклической упругой деформации материала они начинают развиваться, что снижает прочность материала. Поэтому при вибромеханической стабилизации необходимо обеспечить такие условия, чтобы дефекты первого рода существенно уменьшить, а дефекты второго и третьего рода изменить незначительно. Осуществление вибромеханической стабилизации без учета рассмотренных явлений, как это ранее делалось, может привести к существенной потере усталостной прочности изделия. Поэтому при практической реализации процесса вибромеханической стабилизации необходимо на научной основе обоснованно выбрать режимы обработки – амплитуду, частоту, нагрузку, время обработки и другие факторы, что позволит, с одной стороны, достаточно полно удалить остаточные напряжения, а, с другой стороны, не снизить эксплуатационные свойства детали.
4) Показано, что предельным насыщенным состоянием материала дефектами первого рода является состояние пластической деформации. Поэтому доля энергии, расходуемая на релаксацию остаточных напряжений первого рода, является отношением потенциальной энергии фактических дефектов первого рода к энергии образования пластической деформации в рассматриваемом объеме материала. Но так как по мере осуществления вибромеханической стабилизации дефекты первого рода постепенно удаляются, а, следовательно, уменьшается их потенциальная энергия деформации, то снижается и доля энергии упругой деформации, расходуемая на релаксацию остаточных напряжений. Следовательно, процесс релаксации остаточных напряжений первого рода является затухающим, а напряжения в процессе вибромеханической стабилизации асимптотически стремятся к нулю. Поэтому время вибромеханической стабилизации следует ограничивать допустимой величиной остаточных напряжений. Предложена рекуррентная математическая зависимость потребного времени вибромеханической обработки от исходных остаточных напряжений в обрабатываемом материале и доли допустимых остаточных напряжений.
5) Показано, что если на первой стадии вибромеханической стабилизации обеспечить нагрузку, вызывающую в материале детали пластическую деформацию и создать условия, чтобы эта деформация равномерно была распределена по всему сечению детали, например за счет придания детале вращения, то на последующих стадиях осуществляется равномерная упругая деформация по всему сечению и равномерное удаление остаточных напряжений. Тем самым обеспечивается не только удаление исходных остаточных напряжений в материале детали, но и исправление исходной погрешности геометрической формы. Важным обстоятельством этого процесса является то, что даже если в детали после такой обработки останутся напряжения, то это не вызывает деформацию детали, так как напряжения распределены равномерно и уравновешиваются между собой. Это открывает новую страницу в исследовании процесса вибромеханической стабилизации.
6) Построена математическая модель процесса вибромеханической стабилизации, описывающая рассмотренные выше явления. Впервые при построении математической модели удалось отразить тот факт, что дефекты по всему объему материала изделия распределены неравномерно, а, следовательно, и напряжения, которые концентрируются возле этих дефектов, распределены случайным образом. Поэтому эксплуатационные свойства деталей получаются различными, даже если эти детали изготовлены из одного и того же материала в одних и тех же условиях. Так как различные дефекты материала имеют разную природу, то воздействие вибромеханической обработки на эти дефекты получаются различным. Поэтому условия вибромеханической стабилизации и время обработки следует определять исходя из допустимой вероятности сохранения в материале детали части исходных остаточных напряжений.
7) Выполнен численный анализ влияния на остаточные напряжения основных факторов вибромеханической обработки. Анализ иллюстрируется конкретными примерами, численными данными и графическими зависимостями. Показано, что на результаты вибромеханической стабилизации изделий оказывает влияние большое число различных факторов. К числу основных из них относятся: геометрическая форма, размер детали, ее материал, физико-механические свойства материала, остаточные напряжения детали, требования, предъявляемые к детали после вибромеханической стабилизации, а также условия вибромеханической обработки такие, как способ обработки, режим обработки и др. Существующие модели вибромеханической стабилизации эти факторы не учитывают, и поэтому они не обеспечивают требуемых показателей качества обработки.
8) Установлено, что особое влияние на результаты вибромеханической обработки оказывает внешняя нагрузка, прикладываемая к изделию. От внешней нагрузки зависит энергия, передаваемая изделию в процессе ее стабилизации. И если нагрузка очень мала, то эффективность такой обработки будет низкая, а если нагрузка очень велика, то это может привести к потере качества изделия. Многие авторы не уделяют должного внимания внешней нагрузке на изделие при осуществлении процесса стабилизации напряжений. Большинство авторов ошибочно полагают, что для релаксации напряжения достаточно в изделие просто направить ультразвуковые или иные колебания. Но в этом случает энергия, получаемая материалом изделия, слишком мала, чтобы эффективно осуществить процесс стабилизации.
9) Исследования показали, что вибромеханической обработке могут подвергаться изделия не только малой жесткости, как это обычно принято, но и изделия повышенной жесткости. Необходимость этого вызвана тем, что под действием остаточных напряжений в поверхностном слое изделий возникают изменения, например, повышается волнистость, изменяются механические свойства поверхностного слоя. Поэтому указанная обработка поверхностного слоя таких изделий, как кольца подшипников качения или скольжения, стабилизирует его параметры и обеспечивает повышение работоспособности. В конечном итоге это обеспечивает повышение надежности, долговечности изделий, стабилизирует их эксплуатационные показатели.
10) Научно обоснована методика определения рациональных режимов вибромеханической стабилизации параметров металлоконструкций, которая обеспечивает выбор амплитуды, частоты колебаний и времени обработки при определенных входных данных: геометрических размеров изделия, механических свойств материала изделия, наличия в изделии остаточных напряжений и других факторов. Приведены конкретные примеры практической реализации данной методики и примеры разработки программы компьютерного моделирования этого сложного процесса. Методика позволяет не только оптимизировать условия осуществления процесса вибромеханической стабилизации, но и осуществлять поиск новых технологий ее осуществления, сравнивать между собой различные способы виброобработки.
11) Адекватность предложенных математических моделей подтверждается результатами экспериментальных исследований. Кроме того, на основе экспериментальных исследований получены уравнения регрессии, позволяющие в конкретных условиях определить степень влияние технологических факторов на результаты вибромеханической стабилизации и уточнить рациональные условия обработки.
12) Выполнены сравнительные экспериментальные исследования вибромеханической стабилизации колец подшипников качения и повсеместно применяемой на практике термической стабилизации. Исследования подтвердили высокую эффективность вибромеханической стабилизации:
- затраты энергии на стабилизационную обработку снижаются более чем 10 раз;
- производительность обработки возрастает в 5 раз;
- уровень остаточных напряжений снижается в 2 раза;
- объем незавершенного производства уменьшается более чем на 20%;
- капитальные вложения на организацию операции стабилизации изделий снижаются в десятки раз.
13) На основе исследований сформулировано понятие вибромеханической стабилизации изделия, как процесса наложения на изделие многоциклической нагрузки от внешнего источника любой природы, в результате которого материал изделия получает механическую деформацию и приращение малыми дозами внутренней потенциальной энергии, необходимой и достаточной для удаления остаточных напряжений и стабилизации геометрических параметров, структуры и механических свойств материала. Таким образом, слово «вибромеханическая стабилизация», относится к изделию и означает, что под действием внешнего источника энергии любой природы различные участки изделия совершают многоцикловые механические перемещения, энергия которых частично поглощается материалам и приводит к изменению его свойств. Предложенное определение существенно расширяет границы понятия вибромеханической стабилизации. Определение показывает, что целью вибромеханической стабилизации является не только стабилизация геометрических параметров изделий, но и структуры материала изделия и его механических свойств. Эта стабилизация может осуществляться не только путем наложения на изделие упругих колебаний, но и любой многоциклической нагрузки, в том числе вызывающей поверхностную пластическую деформацию детали, но обязательно завершающуюся стабилизационной упругой деформацией изделия.
Таким образом, выполненные научные исследования позволяют раскрыть сущность вибромеханической стабилизации геометрических параметров изделий, разработать математическую модель, адекватно отражающую механизм этого сложного процесса, выявить новые закономерности и особенности исследуемого процесса, научно обосновать предложенную методику оптимизации технологического процесса и обеспечить возможность его дальнейшего совершенствования. По сути, созданы основы теории вибромеханической стабилизации. Это подчеркивает высокую научную значимость выполненных исследований и обеспечивает приоритет российской науки в области энергосберегающей вибромеханической обработки.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. В результате выполнения проекта создана инновационная энергосберегающая экологически безопасная технология и технологическое оборудование нового поколения для вибромеханической стабилизации геометрических параметров металлоконструкций, превосходящих мировой уровень, что являлось целью проекта.
Спроектирован и изготовлен макет установки для стабилизации геометрических параметров изделий типа колец подшипников качения, проведены его экспериментальные исследования и производственные испытания, которые показали его отличительные особенности и высокие преимущества по сравнению с действующим обычно применяемым в производстве термическим оборудованием.
2. Отличительными особенностями предложенной технологии и макета установки являются следующие:
- рабочим деформирующим инструментом макета установки служат три цилиндрических валка, равномерно расположенных вдоль окружности заготовки и на таком расстоянии между собой, которое позволяет деформировать заготовку на заданную величину. Три рабочих инструмента позволяют в три раза увеличить число воздействий инструмента на заготовку и существенно уменьшить потребное время обработки;
- подшипниковые опоры валков расположены в переднем и заднем диске, при повороте которых в противоположные стороны легко обеспечивается заданный угол скрещивания осей валков. Наличие угла скрещивания, во-первых, позволяет обеспечить автоматическое перемещение деталей в процессе обработки вдоль валков, во-вторых, позволяет плавно деформировать заготовку на входе в зону обработки и плавно уменьшать деформацию на выходе из рабочей зоны, в-третьих, позволяет осуществлять одновременную обработку множества деталей на проход, что также существенно увеличивает производительность обработки и упрощает обслуживание установки в процессе эксплуатации. Плавное увеличение деформации заготовки на входе в рабочую зону позволяет предотвратить интенсивный рост крупных дефектов с высоким энергетическим уровнем, что обеспечивает сохранение в процессе обработки исходных эксплуатационных свойств детали, плавная деформация заготовки на выходе из рабочей зоны позволяет обеспечить равномерное распределение напряжений, если они в какой-то степени остались в материале, вдоль окружности заготовки и тем самым повысить ее точность, предотвратить возможную неравномерную деформацию;
- двум нижним валкам придают вращение от специального привода и карданной передачи, что повышает тяговые свойства валков, предотвращает проскальзывание валков относительно заготовки, уменьшает износ валков, снижает потребные энергозатраты на осуществление процесса вибростабилизации;
- отвод-подвод верхнего валка в рабочую позицию осуществляют с помощью гидропривода, а требуемое положение валка фиксируют с помощью специальных жестких упоров. Это позволяет, с одной стороны, предотвратить перегрузку деталей и возможную их поломку при колебаниях давления в гидросистеме, во вторых, расширяет технологические возможности станка, так как позволяет одними и теми же валками осуществлять вибромеханическую обработку заготовок различных типоразмеров;
- предложены математические зависимости, позволяющие выполнить расчет оптимальных наладочных параметров макета установки, в том числе определить требуемый диаметр валков, их длину, расстояние между их осями, оптимальный угол скрещивания осей валков и угол поворота опорных дисков, требуемую частоту вращения валков при заданном такте выпуска деталей, требуемую деформацию детали и число циклов деформации. Это существенно упрощает обслуживание установки и позволяет обеспечить ее высокое качество с минимальными затратами энергии и времени.
Новизна и приоритет разработчиков проекта подтверждается созданными объектами интеллектуальной собственности в виде 15 заявок на изобретения. Патентные исследования показали их новизну по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами. Отсутствуют охранные и иные документы, которые могут препятствовать применению результатов выполненной работы в Российской Федерации и за рубежом. Большинство из предложенных изобретений направлено на обеспечение вибромеханической стабилизации с тройным ранее не достижимым эффектом: удаление остаточных напряжений и стабилизация геометрических параметров изделия, исправление исходной погрешности геометрической формы изделия и упрочнение его поверхностного слоя. Особого внимания заслуживает заявка на патент «Бесцентровый станок для обкатки и стабилизации кольцевых деталей», так как данное изобретение защищает конструкцию макета установки для стабилизации геометрических параметров изделий и, во многом, возможные последующие конструкции оборудования для вибростабилизационной обработки. Эта заявка, по сути, обобщает возможность применения при вибромеханической стабилизации изделий типа колец всех других предложенных по результатам выполнения данного проекта способов вибромеханической обработки.
3. Макет установки открывает новое направление в создании высокоэффективного оборудования для вибромеханической стабилизации изделий, по своей конструкции и технико-экономической эффективности не имеет ни отечественных ни зарубежных аналогов, конкурентоспособен как по цене, так и по эксплуатационным показателям.
Выполненная технико-экономическая оценка результатов ПНИ подтвердила, что главными конкурентными преимуществами предложенных технологии и оборудования по сравнению с существующим являются:
- снижение расхода электроэнергии на стабилизацию геометрических параметров изделий более, чем в 10 раз по сравнению с применяемыми технологиями термического отпуска;
- повышение производительности обработки по сравнению с существующими технологиями более, чем в 5 раз;
- экологическая безопасность;
- возможность встраивания в автоматическую линию;
- снижение затрат на незавершенное производство до 20%;
- в десятки раз более низкую стоимость по сравнению с действующим термическим оборудованием, а, следовательно, низкие капитальные вложения на освоение этой инновационной технологии.
Технико-экономический анализ показал, что серийная конструкция оборудования для вибромеханической стабилизации геометрических параметров изделий, созданное на базе данного макета установки, является весьма привлекательной не только для потребителей - многочисленных предприятий точного машиностроения и приборостроения, но и для ее производителей, так как она проста в устройстве, а, следовательно, и в изготовлении, позволяет использовать доступные недорогие материалы и комплектующие, является оборудованием универсальным, имеет широкое назначение, допускает не трудоемкие методы изготовления деталей и сборки изделия. Все это гарантирует высокую рентабельность производства и высокий спрос.
4. Единственным способом практического использования полученных результатов в отечественной и зарубежной экономике является организация производства предложенного инновационного оборудования и создания рынка его сбыта. Начать производство автоматов для вибромеханической стабилизации изделий типа тел вращения предполагается индустриальным партнером –малым предприятием ООО «Стирол-ГАЗ», которое достаточно полно отвечает требованиям выполнения проекта. Основную часть его производства составляет производство изделий из алюминия и пластика. Кроме того, он производит точные приборы для нефтегазовой промышленности. ООО "Стирол-ГАЗ" оснащен таким современным оборудованием, как литьевые автоматы для пластмассового литья, оборудованием для литья в кокиль, автоматом для литья по выплавляемым моделям, металлорежущими станками ЧПУ и другой современной техникой. Это предприятие чрезвычайно заинтересовано производить высокорентабельную продукцию, пользующуюся большим спросом на рынке сбыта. Но, как показали технико-экономические расчеты, на освоение такого производства требуются дополнительные капитальные вложения в сумме 15 млн. руб. Это для индустриального партнера является одним из рисков. Использование дорогостоящих банковских кредитов индустриальный партнер опасается. Поэтому он предполагает обеспечить освоение производств новой продукции за счет получаемой прибыли. Не смотря на кризис экономики России, объем доходов индустриального партнера пока не уменьшаются. Поэтому есть основание считать, что данный риск будет преодолен. Другим риском является то, что индустриальный партнер не имеет специалистов, способных создавать и осваивать инновационное оборудование и технологии. Но этот риск вполне преодолим, так как участники проекта в этой области имеют большой практический опыт и готовым сотрудничать с индустриальным партнером на взаимовыгодных условиях.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Назначение разработанной инновационной технологии и созданного энергоэффективного оборудования - осуществление технологических операций стабилизации геометрических параметров изделий и удаление остаточных напряжений на заключительных операциях механической обработки металлических и не металлических изделий. Предложенное оборудование предполагается использовать взамен применяемого в настоящее время энергоемкого термического оборудования в виде электрических печей для отпуска деталей. Маркетиговые исследования показали, что область применения данной продукции очень широкая, в том числе точное машиностроение и приборостроение, прежде всего транспортное машиностроение, производство авиационных, космических систем, а также станкостроение, производство энергетического оборудования, военной техники, подшипниковое производство, производство навигационной техники, бытовой техники и др. К числу крупных потенциальных потребителей инновационного продукта относятся металлургические предприятия типа ОАО «Северсталь», производители авиационной техники: ОАО «Казанский вертолетный завод, ОАО «Московский вертолетный завод им. Миля», ЗАО «Авиастар- СП» и др., вагоностроительные заводы: ОАО «Алтайвагон», ЗАО «ВАГОНМАШ», ОАО «МЕТРОВАГОНМАШ» и подшипниковые заводы: ЗАО «ВПЗ», сеть заводов ЕПК, Харьковский подшипниковый завод, Минский подшипниковый завод и др., а также многочисленные производители военной техники, различных приборов, бытовой техники и др.
2. Практическое внедрение результатов выполнения проекта предполагается осуществить сначала на предприятии индустриального партнера - ООО "Стирол-ГАЗ", а в дальнейшем при значительном расширении рынка сбыта на других промышленных предприятиях и, возможно, создать специализированное предприятие. Потенциальными потребителями ожидаемых результатов являются многочисленные мелкие и крупные машиностроительные предприятия, заинтересованные в обеспечении высокой рентабельности производства. К их числу, например относятся, ОАО «Брянский машиностроительный завод», ООО «Савеловский машиностроительный завод», ООО «Саратовское электроагрегатное производственное объединение» и многие другие. Для внедрения результатов выполнения проекта на предприятии индустриального партнера участниками проекта составлен согласованный с индустриальным партнером план-график необходимых для этого работ, денежных и материальных средств. Предполагается осуществить освоение производства в течении двух лет, на что потребуется расширение производственной площади, прокладка новых коммуникаций, приобретение дополнительного оборудования и осуществление затрат с учетом дисконтирования в сумме 15 млн. рублей.
3. На первом этапе предполагается начать производство оборудования для стабилизации геометрических параметров изделий наиболее массового производителя - подшипникового производства. Только в России действует 20 российских подшипниковых заводов и несколько иностранных, в том числе американских. Но уже сейчас к авторам проекта обращается много других промышленных предприятий с просьбой решить имеющуюся у них проблему релаксации остаточных напряжений и стабилизации геометрических параметров изделий. Авторы проекта уже ведут опытные работы со следующими предприятиями: приборостроительным предприятием ОАО "Сигнал", с ОАО "Саратовский агрегатный завод", с ОАО "Саратовское электроагрегатное производственное объединение", с предприятием автозапчастей ОАО "Серп и Молот". Каждое из этих предприятий имеет специфическую продукцию, что требует дополнительных исследований связанных с развитием теории вибромеханической стабилизации и созданием на этой основе новых технологий. За каждым из этих предприятий находится много подобных российских и зарубежных, и поэтому решение проблемы одного из них решает проблему множества других. Поэтому выполнение данного проекта открывает широкую перспективу научно-технического развития производства энергосберегающего оборудования.
4. Проблема снятия остаточных напряжений и стабилизации геометрических параметров изделий является межнациональной. Например, в аннотации к одному из грантов Великобритании говорится, что "проблема снятия остаточных напряжений стоят промышленности Великобритании миллионов фунтов стерлингов в год. И, несмотря на то, что имеются частные решения задачи по снятию остаточных напряжений сварных швов, однако общей методики по снятию остаточных напряжений так и не было создано из-за отсутствия научного понимания. Целью проекта является увеличение научного понимания статических и динамических процессов прокатки для контроля сварных остаточных напряжений и искажений. Эти усовершенствования приведут к повышению безопасности, высокой производительности структур и, следовательно, повышение конкурентоспособности промышленности Великобритании». Как видно, решению задачи релаксации остаточных напряжений уделяется в мире огромное внимание и, как правило, эти работы носят закрытый характер. Авторы проекта с 1997 года - с момента получения патента на ультразвуковое старение деталей, удерживают приоритет в области создания и исследования технологии вибромеханической стабилизации. Выполнение данного проекта - крупный шаг вперед в области создания теории вибромеханической стабилизации и технологии ее практического применения. Поэтому после более полной публикаций полученных результатов ожидается появление интереса к результатам выполненных исследований со стороны зарубежных исследователей и производственных фирм. Авторы проекта и сами будут искать связи за рубежом для выполнения совместных проектов.

Текущие результаты проекта:
Полностью решены задачи проекта:
- создан новый высокоэффективный метод стабилизации геометрических параметров изделий на основе вибромеханической обработки путем многоцикловой обкатки деформирующим инструментом при определенных условиях, позволяющих не только удалять из материала изделия остаточные напряжения и стабилизировать его геометрические параметры, но и исправлять исходные погрешности геометрической формы;
- для практической реализации предложенного метода создано 15 изобретений, в том числе 8 способов стабилизации геометрических параметров изделий и 7 устройств для их осуществления;
- создана новая математическая модель, отражающая механизм процесса вибростабилизации изделий, которая отличается от известных моделей тем, что она построена на новой концепции механизма процесса вибромеханической стабилизации. Суть этой концепции заключающейся в следующем: в процессе вибромеханической обработки часть энергии упругой деформации расходуется, во-первых, на компенсацию внутренней потенциальной энергии мелких дефектов с низким энергетическим уровнем в виде межзеренных и угловых пластических сдвигов и, во вторых, на пополнение энергии крупных дефектов с высоким энергетическим уровнем в виде дислокаций и микротрещин. Поэтому в результате вибромеханической обработки мелкие дефекты постепенно ликвидируются, что вызывает снижение остаточных напряжений первого рода и возникновение деформации нежестких деталей. Одновременно с этим происходит скачкообразный, но срытый рост крупных дефектов и снижение прочностных свойств детали. Важно обеспечить такие условия обработки, чтобы с ликвидацией остаточных напряжений первого рода не существенно снизились прочностные свойства детали. Дефекты распределены в объеме материала детали случайным образом, поэтому результаты вибромеханической стабилизации носят вероятностный характер;
- создан макет установки для вибростабилизации изделий. Патентный поиск показал, что конструкция макета установки патентоспособна, оформлена заявка на изобретение. Установка от ближайших аналогов отличается простотой конструкции, высокой производительностью, простой обслуживания и эксплуатации, а главное, обеспечивает высокое качество вибромеханической стабилизации деталей. Макет установки может служить основой для создание серийной модели автомата для вибромеханической стабилизации деталей вращения;
- проведены экспериментальные исследования макета установки, которые подтвердили его эффективность. Экспериментальные исследования позволили установить адекватность математической модели процесса вибромеханической стабилизации и уточнить рациональные условия осуществления процесса обработки. Сравнительные испытания макета установки показали, что макет установки обеспечивает более высокое качество обработки, более глубокое снятие остаточных напряжений, позволяет в отличие от действующей технологии исправлять исходные погрешности деталей, в несколько десятков раз менее энергоемок, в несколько раз более производителен по сравнению с традиционной термической обработкой.