DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.11(42).169-176
Обґрунтування конструкції пристрою для обробки кулачків розподільних валів фрикційно-механічним методом
Про авторів
Шепеленко Ігор Віталійович, професор, доктор технічних наук, професор кафедри експлуатації та ремонту машин, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1251-1687, e-mail: kntucpfzk@gmail.com
Красота Артем Михайлович, здобувач вищої освіти на третьому (освітньо-науковому) рівні за спеціальністю «Галузеве машинобудування», Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, ORCID: https://orcid.org/0009-0007-7700-9176, e-mail: kras. kras. kras.365@gmail.com
Гуцул Василь Івановіич , доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри вищої математики та фізики, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4155-5355, e-mail: vigutsul@ukr.net
Красота Михайло Віталійович, доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри експлуатації та ремонту машин, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8791-3264, e-mail: krasotamv@ukr.net
Анотація
Аналіз традиційних схем нанесення антифрикційних покриттів фрикційно-механічним методом, а також пристроїв для їх здійснення, показав їх ефективність при обробці поверхонь деталей, що мають форму тіл обертання. Однак для обробки складних профільних поверхонь, до яких слід віднести кулачки розподільних валів, використання таких схем є неприйнятним через відсутність стабільного контакту інструменту з деталлю. Метою представленої роботи є обґрунтування конструкції та розробка пристрою для фінішної антифрикційної безабразивної обробки кулачків розподільного валу фрикційно-механічним методом. Визначені шляхи досягнення мети – забезпечення необхідної траєкторії руху інструменту або деталі, яка копіює форму кулачка та створює необхідні умови для якісної реалізації вибіркового перенесення антифрикційного матеріалу на робочу поверхню деталі. Запропоновано використання важільної схеми навантаження інструменту, яка забезпечує постійне зусилля тиску інструменту на поверхню кулачка з урахуванням його геометрії. Іншим підходом до вирішення зазначеної проблеми є використання конструкції пристосування, що містить копіювальний і натиральний вузли. Наявність копірів у запропонованому пристрої забезпечує створення зворотно-поступального і обертального руху інструмента за траєкторією, що відповідає формі кулачка, із необхідним стабільним зусиллям за всієї геометрії його профілю. Обґрунтування конструкції пристроїв дозволяють стверджувати про можливість забезпечення якісних умов для фінішної антифрикційної безабразивної обробки кулачків розподільного валу.
Ключові слова
розподільний вал, автотракторний двигун, антифрикційне покриття, зносостійкість, фрикційно-механічний метод, важільна схема навантаження інструменту, копіювальний пристрій
Повний текст:
PDF
Посилання
1. Frolov, Ye.A., Kravchenko, S.I., Popov, S.V., Hnitko, S.M. (2019). Tekhnolohichne zabezpechennia yakosti produktsii mashynobuduvannia [Technological support for the quality of engineering products]. Poltava, 201 s [in Ukrainian].
2. Solovih Ye.K. (2012). Tendenciyi rozvitku tehnologij poverhnevogo zmicnennya u mashinobuduvanni.. [Trends in the development of surface hardening technologies in mechanical engineering]. Kirovohrad, 92 s [in Ukrainian].
3. Shepelenko I.V. (2021). Technological factors influence on the antifriction coatings quality. Problems of Tribology, 26(2/100. 50–57 https://doi.org/10.31891/2079-1372-2021-100-2-50-57 [in English].
4. Chernovol M.I., Shepelenko I.V. (2013). Pristroyi dlya frikcijno-mehanichnogo nanesennya pokrittiv [Devices for friction-mechanical coating]. Zbirnik naukovih prac Kirovogradskogo nacionalnogo tehnichnogo universitetu, 26. 58–62 https://dspace.kntu.kr.ua/server/api/core/bitstreams/4cda4d8c-a34b-41c3-98c1-e4c54a5d5c3d/content [in Ukrainian].
5. Chernovol M.I., Shepelenko I.V., Vasilenko I.F. ta in. (2025). Teoretichni osnovi ta tehnologichni procesi vidnovlennya detalej mashin [Theoretical foundations and technological processes for the restoration of machine parts]. Harkiv, 347 s. https://repo.btu.kharkov.ua/handle/123456789/63944 [in Ukrainian].
6. Pat. №. 35859А Ukraina, С23С20/00. Sposib nanesennya antifrikcijnih pokrittiv / Chernovol M.I., Cherkun V.V., Nalivajko V.M. ta in. №99010210; zaiavl. 14.01.99; opubl. 16.04.01, Biul. №3 [in Ukrainian].
7. Shepelenko, I., Nemyrovskyi, Y., Stepchyn, Y., Mahopets, S., Melnyk, O. (2024). Creation of a Combined Technology for Processing Parts Based on the Application of an Antifriction Coating and Deforming Broaching. In: Tonkonogyi, V., Ivanov, V., Trojanowska, J., Oborskyi, G., Pavlenko, I. (eds) Advanced Manufacturing Processes V. InterPartner 2023. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham, pp. 209-218. https://doi.org/10.1007/978-3-031-42778-7_19 [in English].
8. Investigation of Non-abrasive Antifrictional Surface Finishing K. Tiškevičius , J. Padgurskas , I. Prosyčevas Faculty of Engineering, Lithuanian University of Agriculture, Kaunas, Lithuania Institute of Physical Electronics, Kaunas University of Technology ISSN 1392–1320 MATERIALS SCIENCE (MEDŽIAGOTYRA). Vol. 9, No. 1. 2003 [in English].
9. Kosiiuk M.M., Kostiuk S.A., & Kostiuk M.A. (2018) Tekhnolohichne zabezpechennia nanesennia antyfryktsiinoho pokryttia na nepovni sferychni poverkhni fryktsiino-mekhanichnym sposobom [Technological support for the application of antifriction coating on incomplete spherical surfaces by friction-mechanical method]. Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu. No. 4. 39–43 [in Ukrainian].
10. Shepelenko I.V. (2021). Naukovi osnovi tehnologiyi nanesennya antifrikcijnih pokrittiv z vikoristannyam plastichnogo deformuvannya [Scientific basis of the technology of applying antifriction coatings using plastic deformation]. Avtoreferat disertaciyi doktora tehnichnih nauk, 43 s [in Ukrainian].
11. Kislikov, V.F., Lushchik, V.V. (2006). Budova y ekspluatatsiia avtomobiliv [Structure and operation of cars]. Kyiv: Lybid, 400 s [in Ukrainian].
12. Syrota, V.I. (2005). Osnovy konstruktsii avtomobiliv [Fundamentals of car design]. Kyiv: Arystei, 280 s [in Ukrainian].
13. Shypunov, M. V. (2013). Optymizatsiia roboty hazorozpodilnoho mekhanizmu dvyhuna vnutrishnoho zghoriannia [Optimising the operation of the gas distribution mechanism of an internal combustion engine]. Zbirnyk naukovykh prats Poltavskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu imeni Yu. Kondratiuka. Seriia: Haluzeve mashynobuduvannia, budivnytstvo. Vyp. 1(2). 166–175 http://nbuv.gov.ua/UJRN/Znpgmb_2013_1%282%29__21 [in Ukrainian].
14. Shepelenko I.V., Krasota A.M., Krasota M.V. (2025). Zmina napruzheno-deformovanogo stanu robochoyi poverhni detali z antifrikcijnim pokrittyam [Changing the stress-strain state of the working surface of a part with an antifriction coating]. Zbirnik naukovih prac. Naukovij visnik. Tehnichni nauki. №11 (42)_І. 179–189. https://mapiea.kntu.kr.ua/pdf/11(42)_I/22.pdf [in Ukrainian].
Пристатейна бібліографія
1. Фролов Є.А., Кравченко С.І., Попов С.В., Гнітько С.М. Технологічне забезпечення якості продукції машинобудування: Монографія. Полтава, 2019. 201 с.
2. Солових Є.К. Тенденції розвитку технологій поверхневого зміцнення у машинобудуванні: Монографія. – Кіровоград: КОД. 2012. – 92 с.
3. Shepelenko I.V. Technological factors influence on the antifriction coatings quality. Проблеми трибології (Problems of Tribology), Хмельницький, 2021. Т.26, №2/100. С.50–57. https://doi.org/10.31891/2079-1372-2021-100-2-50-57
4. Черновол М.І., Шепеленко І.В. Пристрої для фрикційно-механічного нанесення покриттів. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. 2013. Вип.26. С. 58 – 62. https://dspace.kntu.kr.ua/server/api/core/bitstreams/4cda4d8c-a34b-41c3-98c1-e4c54a5d5c3d/content
5. Черновол М.І., Шепеленко І.В., Василенко І.Ф. та ін. Теоретичні основи та технологічні процеси відновлення деталей машин: Навчальний посібник. Харків: «Діса плюс», 2025. 347 с. https://repo.btu.kharkov.ua/handle/123456789/63944
6. Пат. 35859А Україна, С23С20/00. Спосіб нанесення антифрикційних покриттів / М. І. Черновол, В. В. Черкун, В. М. Наливайко та ін. №99010210; заявл. 14.01.99; опубл. 16.04.01, Бюл.№3.
7. Shepelenko, I., Nemyrovskyi, Y., Stepchyn, Y., Mahopets, S., Melnyk, O. (2024). Creation of a Combined Technology for Processing Parts Based on the Application of an Antifriction Coating and Deforming Broaching. In: Tonkonogyi, V., Ivanov, V., Trojanowska, J., Oborskyi, G., Pavlenko, I. (eds) Advanced Manufacturing Processes V. InterPartner 2023. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham, pp. 209-218. https://doi.org/10.1007/978-3-031-42778-7_19
8. Investigation of Non-abrasive Antifrictional Surface Finishing K. Tiškevičius , J. Padgurskas , I. Prosyčevas Faculty of Engineering, Lithuanian University of Agriculture, Kaunas, Lithuania Institute of Physical Electronics, Kaunas University of Technology ISSN 1392–1320 MATERIALS SCIENCE (MEDŽIAGOTYRA). Vol. 9, No. 1. 2003.
9. М.М. Косіюк, С.А. Костюк, М.А. Костюк. Технологічне забезпечення нанесення антифрикційного покриття на неповні сферичні поверхні фрикційно-механічним способом. Вісник Хмельницького національного університету, 2018. №4. С. 39–43.
10. Шепеленко І.В. Наукові основи технології нанесення антифрикційних покриттів з використанням пластичного деформування: Автореф. дис....д-ра техн. наук: 05.02.08 / НТУУ „КПІ ім. І. Сікорського”. – К., 2021. – 43 с.
11. Кисликов В.Ф., Лущик В.В. Будова й експлуатація автомобілів. К.: Либідь, 2006. 400 с.
12. Сирота В.І. Основи конструкції автомобілів. К.: Аристей, 2005. 280 с.
13. Шипунов М. В. Оптимізація роботи газорозподільного механізму двигуна внутрішнього згоряння. Збірник наукових праць Полтавського національного технічного університету ім. Ю. Кондратюка. 2013. Вип. 1(2). С. 166–175. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Znpgmb_2013_1%282%29__21
14. Шепеленко І.В., Красота А.М., Красота М.В. Зміна напружено-деформованого стану робочої поверхні деталі з антифрикційним покриттям. Збірник наукових праць. Науковий вісник. Технічні науки. №11 (42)_І. Кропивницький, 2025. С.179–189. https://mapiea.kntu.kr.ua/pdf/11(42)_I/22.pdf
Copyright (c) 2025 І. В. Шепеленко, А. М. Красота, В. І. Гуцул, М. В. Красота
v
Обґрунтування конструкції пристрою для обробки кулачків розподільних валів фрикційно-механічним методом
Про авторів
Шепеленко Ігор Віталійович, професор, доктор технічних наук, професор кафедри експлуатації та ремонту машин, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1251-1687, e-mail: kntucpfzk@gmail.com
Красота Артем Михайлович, здобувач вищої освіти на третьому (освітньо-науковому) рівні за спеціальністю «Галузеве машинобудування», Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, ORCID: https://orcid.org/0009-0007-7700-9176, e-mail: kras. kras. kras.365@gmail.com
Гуцул Василь Івановіич , доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри вищої математики та фізики, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4155-5355, e-mail: vigutsul@ukr.net
Красота Михайло Віталійович, доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри експлуатації та ремонту машин, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8791-3264, e-mail: krasotamv@ukr.net
Анотація
Ключові слова
Повний текст:
PDFПосилання
1. Frolov, Ye.A., Kravchenko, S.I., Popov, S.V., Hnitko, S.M. (2019). Tekhnolohichne zabezpechennia yakosti produktsii mashynobuduvannia [Technological support for the quality of engineering products]. Poltava, 201 s [in Ukrainian].
2. Solovih Ye.K. (2012). Tendenciyi rozvitku tehnologij poverhnevogo zmicnennya u mashinobuduvanni.. [Trends in the development of surface hardening technologies in mechanical engineering]. Kirovohrad, 92 s [in Ukrainian].
3. Shepelenko I.V. (2021). Technological factors influence on the antifriction coatings quality. Problems of Tribology, 26(2/100. 50–57 https://doi.org/10.31891/2079-1372-2021-100-2-50-57 [in English].
4. Chernovol M.I., Shepelenko I.V. (2013). Pristroyi dlya frikcijno-mehanichnogo nanesennya pokrittiv [Devices for friction-mechanical coating]. Zbirnik naukovih prac Kirovogradskogo nacionalnogo tehnichnogo universitetu, 26. 58–62 https://dspace.kntu.kr.ua/server/api/core/bitstreams/4cda4d8c-a34b-41c3-98c1-e4c54a5d5c3d/content [in Ukrainian].
5. Chernovol M.I., Shepelenko I.V., Vasilenko I.F. ta in. (2025). Teoretichni osnovi ta tehnologichni procesi vidnovlennya detalej mashin [Theoretical foundations and technological processes for the restoration of machine parts]. Harkiv, 347 s. https://repo.btu.kharkov.ua/handle/123456789/63944 [in Ukrainian].
6. Pat. №. 35859А Ukraina, С23С20/00. Sposib nanesennya antifrikcijnih pokrittiv / Chernovol M.I., Cherkun V.V., Nalivajko V.M. ta in. №99010210; zaiavl. 14.01.99; opubl. 16.04.01, Biul. №3 [in Ukrainian].
7. Shepelenko, I., Nemyrovskyi, Y., Stepchyn, Y., Mahopets, S., Melnyk, O. (2024). Creation of a Combined Technology for Processing Parts Based on the Application of an Antifriction Coating and Deforming Broaching. In: Tonkonogyi, V., Ivanov, V., Trojanowska, J., Oborskyi, G., Pavlenko, I. (eds) Advanced Manufacturing Processes V. InterPartner 2023. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham, pp. 209-218. https://doi.org/10.1007/978-3-031-42778-7_19 [in English].
8. Investigation of Non-abrasive Antifrictional Surface Finishing K. Tiškevičius , J. Padgurskas , I. Prosyčevas Faculty of Engineering, Lithuanian University of Agriculture, Kaunas, Lithuania Institute of Physical Electronics, Kaunas University of Technology ISSN 1392–1320 MATERIALS SCIENCE (MEDŽIAGOTYRA). Vol. 9, No. 1. 2003 [in English].
9. Kosiiuk M.M., Kostiuk S.A., & Kostiuk M.A. (2018) Tekhnolohichne zabezpechennia nanesennia antyfryktsiinoho pokryttia na nepovni sferychni poverkhni fryktsiino-mekhanichnym sposobom [Technological support for the application of antifriction coating on incomplete spherical surfaces by friction-mechanical method]. Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu. No. 4. 39–43 [in Ukrainian].
10. Shepelenko I.V. (2021). Naukovi osnovi tehnologiyi nanesennya antifrikcijnih pokrittiv z vikoristannyam plastichnogo deformuvannya [Scientific basis of the technology of applying antifriction coatings using plastic deformation]. Avtoreferat disertaciyi doktora tehnichnih nauk, 43 s [in Ukrainian].
11. Kislikov, V.F., Lushchik, V.V. (2006). Budova y ekspluatatsiia avtomobiliv [Structure and operation of cars]. Kyiv: Lybid, 400 s [in Ukrainian].
12. Syrota, V.I. (2005). Osnovy konstruktsii avtomobiliv [Fundamentals of car design]. Kyiv: Arystei, 280 s [in Ukrainian].
13. Shypunov, M. V. (2013). Optymizatsiia roboty hazorozpodilnoho mekhanizmu dvyhuna vnutrishnoho zghoriannia [Optimising the operation of the gas distribution mechanism of an internal combustion engine]. Zbirnyk naukovykh prats Poltavskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu imeni Yu. Kondratiuka. Seriia: Haluzeve mashynobuduvannia, budivnytstvo. Vyp. 1(2). 166–175 http://nbuv.gov.ua/UJRN/Znpgmb_2013_1%282%29__21 [in Ukrainian].
14. Shepelenko I.V., Krasota A.M., Krasota M.V. (2025). Zmina napruzheno-deformovanogo stanu robochoyi poverhni detali z antifrikcijnim pokrittyam [Changing the stress-strain state of the working surface of a part with an antifriction coating]. Zbirnik naukovih prac. Naukovij visnik. Tehnichni nauki. №11 (42)_І. 179–189. https://mapiea.kntu.kr.ua/pdf/11(42)_I/22.pdf [in Ukrainian].
Пристатейна бібліографія
1. Фролов Є.А., Кравченко С.І., Попов С.В., Гнітько С.М. Технологічне забезпечення якості продукції машинобудування: Монографія. Полтава, 2019. 201 с.
2. Солових Є.К. Тенденції розвитку технологій поверхневого зміцнення у машинобудуванні: Монографія. – Кіровоград: КОД. 2012. – 92 с.
3. Shepelenko I.V. Technological factors influence on the antifriction coatings quality. Проблеми трибології (Problems of Tribology), Хмельницький, 2021. Т.26, №2/100. С.50–57. https://doi.org/10.31891/2079-1372-2021-100-2-50-57
4. Черновол М.І., Шепеленко І.В. Пристрої для фрикційно-механічного нанесення покриттів. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. 2013. Вип.26. С. 58 – 62. https://dspace.kntu.kr.ua/server/api/core/bitstreams/4cda4d8c-a34b-41c3-98c1-e4c54a5d5c3d/content
5. Черновол М.І., Шепеленко І.В., Василенко І.Ф. та ін. Теоретичні основи та технологічні процеси відновлення деталей машин: Навчальний посібник. Харків: «Діса плюс», 2025. 347 с. https://repo.btu.kharkov.ua/handle/123456789/63944
6. Пат. 35859А Україна, С23С20/00. Спосіб нанесення антифрикційних покриттів / М. І. Черновол, В. В. Черкун, В. М. Наливайко та ін. №99010210; заявл. 14.01.99; опубл. 16.04.01, Бюл.№3.
7. Shepelenko, I., Nemyrovskyi, Y., Stepchyn, Y., Mahopets, S., Melnyk, O. (2024). Creation of a Combined Technology for Processing Parts Based on the Application of an Antifriction Coating and Deforming Broaching. In: Tonkonogyi, V., Ivanov, V., Trojanowska, J., Oborskyi, G., Pavlenko, I. (eds) Advanced Manufacturing Processes V. InterPartner 2023. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham, pp. 209-218. https://doi.org/10.1007/978-3-031-42778-7_19
8. Investigation of Non-abrasive Antifrictional Surface Finishing K. Tiškevičius , J. Padgurskas , I. Prosyčevas Faculty of Engineering, Lithuanian University of Agriculture, Kaunas, Lithuania Institute of Physical Electronics, Kaunas University of Technology ISSN 1392–1320 MATERIALS SCIENCE (MEDŽIAGOTYRA). Vol. 9, No. 1. 2003.
9. М.М. Косіюк, С.А. Костюк, М.А. Костюк. Технологічне забезпечення нанесення антифрикційного покриття на неповні сферичні поверхні фрикційно-механічним способом. Вісник Хмельницького національного університету, 2018. №4. С. 39–43.
10. Шепеленко І.В. Наукові основи технології нанесення антифрикційних покриттів з використанням пластичного деформування: Автореф. дис....д-ра техн. наук: 05.02.08 / НТУУ „КПІ ім. І. Сікорського”. – К., 2021. – 43 с.
11. Кисликов В.Ф., Лущик В.В. Будова й експлуатація автомобілів. К.: Либідь, 2006. 400 с.
12. Сирота В.І. Основи конструкції автомобілів. К.: Аристей, 2005. 280 с.
13. Шипунов М. В. Оптимізація роботи газорозподільного механізму двигуна внутрішнього згоряння. Збірник наукових праць Полтавського національного технічного університету ім. Ю. Кондратюка. 2013. Вип. 1(2). С. 166–175. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Znpgmb_2013_1%282%29__21
14. Шепеленко І.В., Красота А.М., Красота М.В. Зміна напружено-деформованого стану робочої поверхні деталі з антифрикційним покриттям. Збірник наукових праць. Науковий вісник. Технічні науки. №11 (42)_І. Кропивницький, 2025. С.179–189. https://mapiea.kntu.kr.ua/pdf/11(42)_I/22.pdf
Copyright (c) 2025 І. В. Шепеленко, А. М. Красота, В. І. Гуцул, М. В. Красота v