Анотація до роботи:

Мигаль В.Д. Вібраційні методи оцінки якості тракторів на стадіях проектування, виготовлення та експлуатації – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.22.02 – Автомобілі та трактори. Харківський національний автомобільно-дорожній університет Міністерства освіти і науки України. – Харків, 2002.

У дисертації подано теоретичне узагальнення і нові розв'язання наукової проблеми, що виявляється в здійсненні нових науково обґрунтованих розробок у тракторобудуванні, які забезпечують розв'язання значної прикладної проблеми підвищення якості створюваних тракторів та ефективності їх експлуатації.

Запропоновано системний підхід до оцінки якості тракторів на базі нового показника – параметра вібрації, який є узагальнюючим критерієм оцінки технічного стану при проектуванні, доводці конструкції, виготовленні й експлуатації тракторів. Розроблено моделі нормування класів вібрації тракторів, розрахунку рівнів вібрації, конструктивні й технологічні засоби зниження вібрації для проектування тракторів заданого класу вібрації, які відповідають заданим ресурсам. Для збереження проектної якості тракторів при їх виготовленні запропоновано методи нормування вібрації і її контролю на відповідність нормі. Розроблено статистичні методи нормування вихідних і граничних вібраційних параметрів, класів технічного стану і моделі прогнозування залишкового ресурсу за лінійним трендом вібраційного параметра. Здійснено впровадження розроблених методів у проектуванні, виготовленні та ремонті агрегатів тракторів в електромашинобудуванні, кораблебудуванні та експлуатації газотранспортного обладнання.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове розв'язання наукової проблеми, що виявляється у підвищенні якості тракторів на основі створення ефективних методів оцінки технічного стану тракторів за їх вібродіагностичними характеристиками при проектуванні, виготовленні й експлуатації, які забезпечують вирішення комплексу важливих народногосподарських завдань – проектування тракторів заданого ресурсу й збереження їх проектної якості на стадіях виробництва й експлуатації.

2. Уперше запропоновано системний підхід до оцінки якості тракторів на базі використання їх вібродіагностичних характеристик, що дозволило створити узагальнюючі критерії визначення технічного стану тракторів з урахуванням структурних, функціональних і динамічних характеристик механізмів на стадіях проектування, виготовлення й експлуатації.

3. Уперше експериментально установлені оптимальні значення вібраційних характеристик механізмів тракторів за критерієм забезпечення їх рівноресурсності. Така вібраційна характеристика за максимальними значеннями рівнів усіх джерел вібрації механізмів трактора апроксимується прямою лінією із різницею 40 дБ між значеннями рівнів вібрації на частоті 5 Гц і 10000 Гц.

4. Уперше експериментально обґрунтовано, що основною причиною прискореного розвитку несправностей і зниження ресурсу більшості механізмів тракторів є вібраційні процеси. Доказами є: установлені високі вихідні рівні (90 – 112 дБ) віброприскорень тракторів у режимі холостого ходу, які перевищують на 10 – 30 дБ допустимі вібрації; отримана лінійна залежність зниження ресурсу зубчатих передач і підшипникових вузлів від величини перевищень допустимої вібрації; велике збільшення вібрації на 12 – 20 дБ у максимальних швидкісних і навантажувальних номінальних режимах роботи агрегатів, що у порівнянні з режимом холостого ходу підвищує вібронавантаженість деталей у 6 – 10 разів; наявність резонансної вібрації в силовому агрегаті коробки передач і головної передачі моста.

5. Уперше розроблено методи оцінки за вібродіагностичними характеристиками якості проектування тракторів, в основу яких покладені:

– отримані допустимі рівні вібрації й розроблені норми трьох класів вібрації (Д, Г, В) тракторів із ресурсом 5 – 10, 10 – 15, 15 – 20 тис. мотогодин, що є якісною оцінкою технічного рівня проектування тракторів, досягнення рівноресурсності деталей механізмів тракторів і запасу працездатності за класами: В > 2,5; Г = 2,5 – 1,5; Д = 1,5 – 0,2;

– розроблені методи оцінки рівнів вібрації, збуджуваних кінематичними процесами в підшипникових вузлах, зубчатих передачах, валами передач агрегатів, що дозволяють на стадії проектування оцінити закладені геометричні й кінематичні параметри деталей і режими роботи, обсяг і види доводочних робіт конкретних механізмів для одержання необхідного спектра вібрації трактора заданого класу вібрації;

– розроблені конструкційні й технологічні способи прогнозування кількісного зниження вібрації валів на 7 – 30 дБ, підшипникових вузлів на 6 – 35 дБ і зубчатих передач на 3 – 17 дБ, що дозволяє проектувати трактори з ресурсом 15 – 20 тис. мотогодин.

Отримані допустимі вібрації обґрунтовані розрахунковими, статистичними й експериментальними методами. Існуючі рівні вібрації й ресурс тракторів типу Т-150К узгоджуються з класом підвищеної вібрації Д верхнього діапазону і вище. Розрахунки рівнів вібрації, збуджуваних підшипниками і зубчатими передачами за запропонованими формулами збігаються або близькі до експериментальних середніх значень віброприскорень.

6. Уперше для трактора розроблено методи оцінки за вібродіагностичними параметрами якості виготовлення, складання й монтажу окремих агрегатів і комплектного трактора, в основу яких покладено: статистичні моделі нормування вібрації у третинооктавних смугах частот, послідовність обкатки й контролю вібрації, діагностичні ознаки дефектів агрегатів трактора та методи їх усунення, які дозволяють обґрунтовано здійснювати індивідуальну доводку вібрації на відповідність вимогам норм і цим забезпечувати збереження проектної надійності трактора на стадії виробництва. Розроблені норми вібрації, діагностичні ознаки дефектів і методи їх усунення є діагностичною базою програмного забезпечення створеного мікропроцесорного апаратного засобу ВДТ, що витримав виробничу перевірку під час приймально-здавального контролю якості виготовлення коробок передач, головних передач мостів і редукторів ВВП тракторів типу Т-150К.

7. Розширено методи оцінки за вібродіагностичними характеристиками якості тракторів в експлуатації, в основу яких покладено вперше розроблені для тракторів:

– статистичні моделі розрахунку нормованих вихідних і граничних вібраційних діагностичних параметрів функціональних і ресурсних елементів (20 дБ), які узгоджуються з експериментальними даними граничних вібраційних параметрів зубчатих передач і підшипникових вузлів головної передачі моста;

– шкала нормування класів якісної оцінки технічного стану, проведення регулювальних і ремонтних робіт за рівнем підвищення або зниження вихідного вібраційного параметра, що реалізована в технологіях і апаратних засобах ВДТ і ВДП-1 і пройшла виробничу перевірку при діагностуванні агрегатів трансмісії трактора й турбокомпресорів тракторних і комбайнових двигунів;

– графоаналітичні моделі вібраційного діагностування механізмів трактора за лінійним трендом вібраційного параметра, які обґрунтовані порівняннями з експериментальними дослідженнями головних передач мостів класів нормальної вібрації (Г) і допустимої вібрації (В);

– періодичність контролю технічного стану трактора, яка, у залежності від технічного рівня проектування, обумовленого класом вібрації трактора, якості виготовлення й рівня індивідуальної доводки, якості введення в експлуатацію і її тривалості, знаходиться в максимальних границях 0,5 – 0,85 середнього ресурсу.

8. Розроблені методи, апаратні засоби, технології та стенд вібраційного діагностування агрегатів тракторів витримали виробничу й відомчу перевірку, затверджені й рекомендовані для впровадження в Україні Міністерством аграрної політики; упроваджені у виробництво Шевченківським СРТП Харківської області, ДСП “Богодухівська агротехніка” і ВАТ “Васильківський агротехсервіс” Запорізької області, а ряд методів і рекомендацій прийнято до впровадження на ВАТ ХТЗ. Результати дисертаційного дослідження упроваджені: у проектування і серійне виробництво машин і механізмів заданого рівня вібрації в електромашинобудуванні – НВО “ХЕМЗ”, СКТБЗЕ “Потенціал”; у кораблебудуванні – НДІ НВО “ХЕМЗ”, ЦКБ “Ленінська кузня”); в експлуатації газоперекачувального устаткування – “Харківтрансгаз”, компресорної станції “Долгоє” Орловської області РФ. Розроблені методи й засоби оцінки за вібродіагностичними характеристиками якості проектування, виготовлення й експлуатації придатні для використання в інших галузях машинобудування та в експлуатації машин.

9. Опублікований цикл монографій дисертанта не має аналогів за ступенем узагальнення теоретичних, статистичних і експериментальних особистих досліджень автора та відомих літературних даних із використання вібраційних методів оцінки якості тракторів і машин при проектуванні, виготовленні, експлуатації. Цикл використовується як навчальний посібник і методичні рекомендації в інженерній практиці.

Публікації автора:

1. Мигаль В.Д. Вибрационные методы и средства распознавания дефектов машин Харьков: ХГПУ, 1996. – 236 с.

2. Мигаль В.Д. Вибродиагностика при проектировании и изготовлении машин. – Харьков: ХГПУ, 1996. – 244 с.

3. Мигаль В.Д. Вибрация машин и ее диагностические признаки. – Харьков: ХГПУ, 1997. – 262 с.

4. Мигаль В.Д. Вибродиагностика машин при эксплуатации. – Харьков: ХГПУ, 1997. – 292 с.

5. Мигаль В.Д., Гончаров И.П., Гаврилов Н.П. Влияние демонтажа подшипников качения с вала на его вибрационные характеристики // Вестн. машиностроения. – 1981. – № 8. – С. 31–32 (здобувач розробив методику експериментальних досліджень, провів експериментальні дослідження і дав інтерпретацію результатів).

6. Мигаль В.Д., Сайкин В.А., Чесов И.К., Тупица В.Ф., Животовский М.А., Климов Н.З. Особенности влияния зазора посадки подшипника в корпус на вибрационные характеристики подшипниковых узлов // Вестн. машиностроения. – 1988. – № 10. – С. 43–44 (здобувач розробив методику експериментальних досліджень, виконав обробку числових результатів і дав їм інтерпретацію).

7. Мигаль В.Д. Обґрунтування унiверсального вiбраційного методу дiагностування технiчного стану сiльськогосподарських машин на стадiях проектування, виготовлення, експлуатацiї та ремонту // Вiсн. аграрної науки. – 1995. – № 11. – С. 5 – 12.

8. Мигаль В.Д., Животовський М.А., Федорова Л.Н. Вібраційне діагностування турбокомпресорів двигунів // Техніка АПК. – 1996. – № 1. – С. 20–21 (здобувач розробив вібраційні діагностичні ознаки, класи технічного стану і дав інтерпретацію результатів).

9. Мигаль В.Д. Дiагностування редуктора комбайна БМ-6Б // Технiка АПК. – 1996. – № 2. – С. 23.

10. Мигаль В.Д. Методы проектирования машин, доводки и изготовления сельскохозяйственной техники с заданной надежностью // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 1997. – №6. – С.30–31.

11. Мигаль В.Д. Концепция, критерии оценки и программа работ по повышению надежности сельскохозяйственной техники // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 1997. – № 4. – С.26–29.

12. Мигаль В.Д. Возможности повышения надежности и ресурса тракторов // Вест. Харьк. гос. техн. ун-та сельск. хоз-ва. Сб.науч.тр. “Тракторная энергетика в растениеводстве”. – Харьков, ХГТУСХ. – 1998. – С.295–298.

13. Мигаль В.Д. Обгрунтування і розробка вібраційних принципів підвищення якості створювання і експлуатації сільськогосподарської техніки // Вестн. Харьк. гос. техн. ун-та сельск. хоз-ва. Сб.науч.тр. “Повышение надежности восстанавливаемых деталей машин”. – Харьков, ХГТУСХ. – 1999. – С. 126–132.

14. Мигаль В.Д. Методы определения исходных диагностических вибрационных параметров эксплуатационных норм контроля технического состояния трактора // Вестн. Харьк. гос. политехн. ун-та. – Харьков: ХГПУ. – 1999. – № 75. – С. 74 – 75.

15. Мигаль В.Д., Шевченко С.А. Анализ принципов проектирования, контроля качества изготовления и технического обслуживания тракторов // Вестн. Харьк. гос. политехн. ун-та. – Харьков: ХГПУ. – 1999. – № 66. – С. 86 – 88 (здобувачу належить постановка задачі, аналіз літературних джерел, написання статті).

16. Мигаль В.Д. Вибрационные методы оценки качества изготовления, сборки и монтажа трактора // Вестн. Харьк. гос. политехн. ун-та. – Харьков, ХГПУ. – 2000. – № 78. – С. 58 – 59.

17. Мигаль В.Д. Нові напрямки підвищення надійності та ресурсу тракторів // Вестн. Харьк. гос. техн. ун-та сельск. хоз-ва. Сб.науч.тр. “Тракторная энергетика в растениеводстве”. – Харьков, ХГТУСХ. – 2000. – С. 11 – 18.

18. Мигаль В.Д. Конструкционные и технологические решения по снижению вибрации, повышению ресурса и контролепригодности коробок передач тракторов типа Т-150К // Вестн. Харьк. гос. политехн. ун-та. – Харьков, ХГПУ. – 2000. – № 80. – С. 75–76.

19. Мигаль В.Д. Конструкционные и технологические решения по снижению вибрации и повышению ресурса головной передачи моста трактора типа Т-150К // Вестн. Харьк. гос. политехн. ун-та. –Харьков, ХГПУ. – 2000. – № 83. – С. 39–40.

20. Мигаль В.Д. Вибрационные методы оценки качества трактора и сельхозмашин // Вісн. Харк. держ. техн. ун-ту сільск. госп-ва. Зб.наук.пр. “Підвищення надійності відновлених деталей машин”. – Харків, ХДТУСГ. – 2000.– Вип. 4. – С. 183–190.

21. Мигаль В.Д. Вибрация и повышение качества проектируемых тракторов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2000. – № 7. – С. 36–38.

22. Мигаль В.Д. Снижение уровней вибрации и повышение ресурса подшипниковых узлов качения трактора рациональным конструированием // Вестн. машиностроения. – 2001. – № 3. – С. 8–11.

23. Мигаль В.Д., Шевченко С.А. Оценка экономической эффективности применения вибрационных методов при проектировании, изготовлении и эксплуатации тракторов // Вісн. Харк. держ. техн. ун-ту сільск. госп-ва. Зб.наук.пр. – Харків, ХДТУСГ. – 2000. – Вип. 1. – С. 61 – 68 (здобувачу належить постановка задачі й розрахунок економічної ефективності впровадження вібраційних принципів у проектування тракторів).

24. Мигаль В.Д. Методи нормування експлуатаційної вібрації та класів якісного оцінювання технічного стану трактора // Вісн. Харк. держ. техн. ун-ту сільск. госп-ва. Зб. наук. пр. “Підвищення надійності відновлених деталей машин”. – Харків, ХДТУСГ. – 2001. – Вип. 8. – С. 280 – 285.

25. Говорущенко Н.Я., Мигаль В.Д. Графоаналитические методы вибрационного диагностирования трактора // Вестн. Нац. техн. ун-та “ХПИ”.– Харьков, НТУ “ХПИ”. – 2001. – № 25. – С. 57–66 (здобувачу належить розробка методів досліджень і проведення експериментальних досліджень).

26. Мигаль В.Д. Мехатропная система контроля качества доводки, изготовления, эксплуатации и ремонта тракторов // Вестн. Харьк. нац. автомобильно-дорожного ун-та. Сб. науч. тр. – Харьков, РИО ХГАДТУ. – 2001. – Вып. 15–16. – С. 214–218.

27. Мигаль В.Д. Системный подход к оценке качества трактора // Вісн. Харк. держ. техн. ун-ту сільск. госп-ва. Зб. наук. пр. – Харків, ХДТУСГ. –2001. – Вип. 7. – С. 73 – 86.

28. Мигаль В.Д. Методология расчета вибрации трактора на заданный уровень // Вестн. Нац. техн. ун-та. “ХПИ”. – Харьков, НТУ “ХПІ”. – 2002. – №6. – С. 56 – 62.

29. Мигаль В.Д. Методика расчета возмущающих сил, частот и уровней вибрации, возбуждаемой валами машин // Авіаційно-космічна техніка і технологія. Зб. наук. пр. – Харків: Нац. аерокосмічний ун-т “ХАІ”. – 2002. – Вип. 27. – С. 244–247.

30. Способ изготовления электрической машины: А.С. 1327239 СССР, МКИ Н02К 15/02. / Мигаль В.Д. (СССР). – № 3501850/24–07; Заяв. 22.10.82; Опубл. 30.07.87, Бюл. № 28. – 4 с.

31. Подшипниковый узел электрической машины: А.С. 1686618 СССР, МКИ Н02К 5/16. / Тупица В.Ф., Мигаль В.Д. (СССР). – № 4490875/07; Заяв. 10.10.88; Опубл. 23.10.91, Бюл. № 39. – 2 с. (здобувач розробив формулу винаходу і провів випробування підшипникових вузлів).

32. Головна передача моста транспортного засобу. Пат. на винахід України № 38521А, 7В60К17/26 / Мигаль В.Д. Заявл. 18.07.2000. Опублік. 15.05.2001. Бюл. № 4.