Нацпроект "Наука и университеты"

Альтернативная энергетика в условиях Севера и Сибири

Электротранспорт и беспилотные транспортные системы

Разработка гибридных энергетических комплексов на возобновляемых источниках энергии для питания автономных объектов с потреблением энергии от 1,0 до 3,0 кВт/час в сутки и интеллектуальным адаптивным управлением нагрузкой

Документы

Разработка методики и аппаратуры для неразрушающего контроля прочности и напряжённо- деформированного состояния сталей

Повышение эффективности разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами на территории Тюменской области

Разработка и тестирование сложных металлооксидных катализаторов

Transient thermal

Укрепленные местные грунты неорганическими вяжущими с добавками в транспортном, гидротехническом и подземном строительстве

Личностное развитие в профессиональной подготовке кадров с учетом специфики работы в Арктическом регионе

Математическое моделирование трехмерных нестационарных течений вязкого сжимаемого теплопроводного газа в магистральном трубопроводе

Повышение технико-экономических показателей бурения и ремонта скважин

Создание центра компетенций по транспортному планированию и моделированию

Терморегулирование процесса механической обработки жаропрочных, труднообрабатываемых материалов

Создание высокопрочных конструкционных материалов

Разработка и коммерциализация технологии производства чистой, пресной воды из воздуха с использованием возобновляемых источников энергии

Инновационные решения в производствах силикатных материалов автоклавного твердения

Нефтегазовый комплекс, строительный комплекс и жилищно-коммунальное хозяйство

Автономная модульная транспортно-технологическая платформа

Базы научной литературы

Люди, посвятившие себя науке

НАУЧНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ УНИВЕРСИТЕТА

Результаты интеллектуальной деятельности

Научные мероприятия

Научно-исследовательские конкурсы и гранты

Студенческая наука

Научные подразделения

Публикационная активность

Научные журналы

Диссертационные советы университета по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук

Терморегулирование процесса механической обработки жаропрочных, труднообрабатываемых материалов

На основании экспериментальных исследований и анализа полученных данных будет выведен ряд моделей позволяющих управлять технологическими процессами механической обработки с использованием дополнительных систем охлаждения и смазки зоны резания, с целью достижения оптимальных температурных и трибологических параметров процесса.
На сегодняшний момент механообработка современных материалов при условии достижения заданного качества поверхностного слоя экономически не эффективна с точки зрения трудовых и материальных затрат, а подходы к управлению процессами повышения качества поверхностного слоя, не говоря уже о его наноструктурировании, до сих пор не обоснованы с научной точки зрения.
Решением обусловленных проблем могут стать современные методы автоматизации на основе нейросетевых моделей и мехатронных систем терморегулирования процесса резания при обработке с целью повышения общей надежности изделий нефтегазового машиностроения.

Целями проекта являются:

  • Повышение эффективности процесса механической обработки труднообрабатываемых, жаропрочных сплавов и наплавленных материалов.
  • Разработка методологии применения систем охлаждения с замкнутым контуром, используемых для твёрдого точения.

Актуальность: существенной проблемой современного машиностроения является избыточное повышение температуры за счет выработки тепла в процессе резания. Температура ускоряет износ инструмента, уменьшает точность обработки и качество обработанных поверхностей. Поэтому исследования по управлению температурой резания, путем увеличения теплоотдачи являются самыми актуальными для повышения качества обработки.

Также актуальность исследования подтверждается работами российских и зарубежных ученых изучающих вопросы терморегулирования при сухой обработке труднообрабатываемых, жаропрочных сплавов.

Ряд подходов к созданию режущего инструмента с внутренним охлаждением сменных пластины описан в трудах C. Ferri и T. Minton, принцип работы которых направлен на подачу охлаждающей жидкости на основание пластины через внутренние каналы токарной державки.

Применение процессов сухой обработки рассматриваются учеными Yanbin Zhang, Changhe Li*, Min Yang, Dongzhou Jia, Dongkun Zhang и Xiaowei Zhang в работе которых используются системы MQL для подачи минимального количества смазки при выполнении процессов шлифования и выглаживания поверхностного слоя деталей.

Задачи проекта:

  1. Разработать методологию терморегулирования процесса механической обработки труднообрабатываемых, жаропрочных сплавов и наплавленных материалов, в условиях твердого точения;
  2. Проработка подходов к реализации предложенных методов с установлением эмпирических зависимостей и взаимосвязей;
  3. Разработать математическую модель терморегулирования процесса резания, учитывающую интенсивность теплоотвода, скорость механообработки и качество получаемой поверхности;
  4. Разработать конструкции основного и вспомогательного оборудования необходимого для реализации предложенных методов.

Научная новизна проекта:  Впервые будет разработана методика процессов терморегулирования при обработке изделий из материалов с высокими требованиями к износостойкости и высокой твёрдостью, а также труднообрабатываемых, жаропрочных сплавов с учетом известных подходов к интенсификации теплоотдачи (MQL и внутреннее охлаждение режущего инструмента по замкнутому контуру) при сухом точении.

Объект исследования НИОКР:  Стеллит и сормайт используются для наплавки на поверхность плашки превентора при его изготовлении и ремонте, а так же при наплавке уплотнительных поверхностей запорной арматуры. Возможно применение данных материалов при восстановлении и ремонте валов, лопаток и других элементов конструкции газотурбинных двигателей газоперекачивающих установок.

Исследование направлено на решение проблемы обработки изделий с высокими требованиями к износостойкости и высокой твёрдостью, такие как стеллит и сормайт, а также труднообрабатываемые, жаропрочные сплавы с высоким содержанием хрома, такие как инконель, очень тяжело поддаются механообработке так, что вопрос о её экономической эффективности долгое время даже не стоял. Кроме того борьба за качество поверхностного слоя, не говоря уже о его наноструктурировании, до сих пор не обоснована с научной точки зрения.
Решением стоящих перед механо-обработчиками задач, могут стать современные методы терморегулирование процесса резания.

Ожидаемые научные результаты:

  • На основании данных полученных в ходе экспериментов, а также их анализа будет сформулирована теория терморегулирования в процессе механической обработки (твердого точения) жаропрочных и труднообрабатываемых материалов. Установлены эмпирические зависимости качества поверхностного слоя от интенсивности и способа теплоотвода. Разработаны практические рекомендации по определению режимов теплоотвода в зависимости от типа обрабатываемого материала и интенсивности процесса.
  • Получение университетом исключительных прав на результаты научной деятельности ВНК.

Проект актуален для компаний и предприятий, занимающихся изготовлением и ремонтом изделий трубопроводной запорной арматуры, ответственных изделий нефтегазового машиностроения.

Научный коллектив проекта:

  • Некрасов Роман Юрьевич, Руководитель ВНК, Кандидат технических наук, доцент, ТИУ, заведующий кафедры «Технология машиностроения». Президентская программа повышения квалификации инженерных кадров.»Компьютерные технологии и автоматизация конструкторско-технологической подготовки машиностроительных производств».
  • Кокорин Илья Николаевич,  Темпель Ольга Александровна , Темпель Юлия Александровна, аспиранты кафедры «Технология машиностроения»
  • Стариков Александр Иванович, Старший преподаватель кафедры «Технология машиностроения», Президентская программа повышения квалификации инженерных кадров.»Компьютерные технологии и автоматизация конструкторско-технологической подготовки машиностроительных производств»
  • Калаев Александр Павлович, администратор модульного обучения
  • Кузьмин Максим Сергеевич, студент группы МАШмп-18-1 кафедры «Технология машиностроения»
  • Никитенко Яна Федоровна, студент группы МАШмп-18-1 кафедры «Технология машиностроения»