Еволюція наукових поглядів на відновлення деталей сільськогосподарських машин зварюванням і наплавленням - Автореферат

В умовах сьогодення, коли при розвитку виробництва, науки і техніки постала необхідність збереження та економії сировинних і енергетичних ресурсів країни, все більш значну роль у досягненні високої якості та експлуатаційної надійності машин і зменшення їхньої вартості набувають процеси якісного відновлення зношених деталей сільськогосподарських машин, зокрема зварюванням і наплавленням, яке набуло широкого застосування в нашій державі. Постійне підвищення вартості енергоносіїв та матеріалів, які використовуються у процесі відновлення деталей за допомогою електричної дуги, змушує ставити перед дослідниками, науковцями і виробниками завдання щодо можливості створення ефективніших та економічніших способів відновлення деталей та виключення з цього процесу подальшої термічної та механічної обробки. Отже, дослідження історії відновлення деталей сільськогосподарських машин зварюванням та наплавленням є актуальною науковою проблемою, вирішення якої дозволить осмислити основні закономірності та розкрити її вплив і роль на розвиток як сільськогосподарської галузі, так і на загальний технічний розвиток. Метою дослідження було: відтворення цілісної картини історії становлення та розвитку наукових поглядів про відновлення деталей сільськогосподарських машин зварюванням і наплавленням; визначення концептуальних засад цього розвитку за рахунок використання виявлених закономірностей і тенденцій еволюції наукових ідей про відновлення деталей. Наукова новизна одержаних результатів дисертаційного дослідження значною мірою обумовлюється тим, що вони сформульовані на основі системного аналізу фактів, значна частина яких вперше введена до наукового обігу; у проблемно-хронологічній послідовності відтворено цілісну картину переходу від окремих подій і фактів, що стосуються даного конкретного предмета дослідження, до закономірностей, а вже від них - до загальних принципів, які лежали в основі еволюції наукових поглядів на відновлення деталей сільськогосподарських машин зварюванням і наплавленням; науковою новизною вважаємо висновки, які стосуються пріоритетів тих чи інших винаходів у галузі зварювання і наплавлення та їх впровадження у практику: будь-то у вітчизняному чи світовому контексті; з урахуванням сучасних тенденцій розвитку електрозварювальних технологій сформульовані практичні рекомендації щодо відновлення деталей машин;«Стан наукової розробки та джерельна база предмета дослідження» здійснено аналіз наукових робіт про відновлення деталей сільськогосподарських машин зварюванням та наплавленням. Як показав історіографічний аналіз, історію розвитку технічних наук, конкретних видів відновлення деталей та зварювального виробництва висвітлювали у своїх роботах окремі вчені-історики та науковці, однак наразі відсутні узагальнені праці, які б комплексно розглядали еволюцію наукових знань на відновлення деталей сільськогосподарських машин зварюванням та наплавленням. Так, для складання хронологічних таблиць використано історико-хронологічний метод, для аналізу розвитку процесу відновлення деталей зварюванням та наплавленням, а також шляхів та напрямків цього розвитку був використаний історико-порівняльний метод. З метою поглибленого розуміння перебігу подій здійснено періодизацію становлення та розвитку способів відновлення деталей сільськогосподарських машин зварюванням і наплавленням: перший період (1802 р. У другому розділі «Еволюція наукових досліджень з відновлення деталей сільськогосподарських машин зварюванням і наплавленням та впровадження їх результатів у виробництво» викладено матеріал, що висвітлює еволюцію досліджень, розвитку техніки, технологій та матеріалів, які використовувались для відновлення деталей сільськогосподарських машин за допомогою процесів зварювання та наплавлення.Аналіз літератури засвідчив відсутність комплексних досліджень з історії розвитку наукових ідей відновлення деталей сільськогосподарських машин зварюванням та наплавленням. Наявні опубліковані праці висвітлюють та описують винаходи, технології, матеріали та устаткування, що використовуються для здійснення процесів відновлення деталей зварюванням та наплавленням, однак вони не містять досліджень історії розвитку цих процесів. Комплекс джерельної бази, що складається з архівних матеріалів, наукових праць вітчизняних і зарубіжних учених, які використані для дослідження, дав змогу всебічно висвітлити тему та досягнути поставлених у роботі завдань. На основі узагальнення досліджених джерел розроблено періодизацію історії розвитку відновлення деталей зварюванням та наплавленням, а саме: перший період (1802 р. Досліджено, що швидкому промисловому впровадженню процесу відновлення деталей зварюванням та наплавленням сприяли наукові дослідження процесу зварювання: у 1921 р. індійським дослідником М.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Аналіз літератури засвідчив відсутність комплексних досліджень з історії розвитку наукових ідей відновлення деталей сільськогосподарських машин зварюванням та наплавленням. Наявні опубліковані праці висвітлюють та описують винаходи, технології, матеріали та устаткування, що використовуються для здійснення процесів відновлення деталей зварюванням та наплавленням, однак вони не містять досліджень історії розвитку цих процесів.

2. Комплекс джерельної бази, що складається з архівних матеріалів, наукових праць вітчизняних і зарубіжних учених, які використані для дослідження, дав змогу всебічно висвітлити тему та досягнути поставлених у роботі завдань.

3. На основі узагальнення досліджених джерел розроблено періодизацію історії розвитку відновлення деталей зварюванням та наплавленням, а саме: перший період (1802 р. - початок 20-х рр. ХХ ст.) повязаний з відкриттям електричної дуги та її використання для відновлення деталей зварюванням і наплавленням; другий період (початок 20-х рр. ХХ ст. - середина 70-х рр. ХХ ст.) повязаний зі створенням, вдосконаленням та розвитком нових і вже відомих способів механізованого та автоматизованого зварювання і наплавлення при відновленні деталей машин; третій період (середина 70-х рр. ХХ ст. - початок 90-х рр. ХХ ст.) - використання промислових роботів та їх комплексів, для яких характерне переналаштування з одного типу відновлювального виробу на інший шляхом зміни програми.

4. Встановлено, що з часу створення М.М. Бенардосом (1881 р.) електродугового зварювання ця галузь набула стрімкого розвитку. Створенням нових технологій та методів електродугового зварювання та наплавлення, а також використанням їх для відновлення деталей у різні часи займались: Г.Т. Церенер (у 1889 році винайшов спосіб регулювання дуги), М.Г. Славянов (у 1890 році вперше використав технологію зварювання для відновлення деталей) та ін.

5. Досліджено, що швидкому промисловому впровадженню процесу відновлення деталей зварюванням та наплавленням сприяли наукові дослідження процесу зварювання: у 1921 р. індійським дослідником М. Сага було виведено рівняння характеристики процесу іонізації; американським фізиком І. Ленгмюром у 1924 р. було застосовано корпускулярну та хвильову теорію природи електрона для пояснення суті електричного розряду та виведено формулу для визначення ступеня іонізації парів речовин; у 1936 р. М.С. Курнаков встановив, що середньомарганцеві склади сталі дають змогу збільшити допустимі напруги на 50 % у порівнянні з вуглецевими. У 1949 р. В.В. Фролов та К.К. Хрєнов визначили чисельні коефіцієнти для формул, що описують фізико-хімічні процеси зварювання; І.Г. Лесков вивів формули для оцінки напруженості та густини струму в стовпі дуги з плавким електродом; у 1960-1970-х рр. Б.Є. Патон, К.В. Багрянський та М.О. Ольшанський дослідили фактори, що впливають на якість ремонтного наплавлення деталей сільськогосподарських машин, а також вивели розрахункову формулу хімічного складу металу шва. В.М. Кряжков у 1970-х рр. розділив стальні деталі сільськогосподарської техніки за твердістю робочих поверхонь за системою HRC; Ю. Зеке у 1975 р. створив рівняння одношарового наплавлення для визначення основності флюсу, завдяки яким були сформульовані основні положення та вимоги до проведення процесу зєднання металів, а також доведена необхідність подальших розробок технологій, обладнання та матеріалу.

6. Результати дослідження підтвердили, що основним напрямком розвитку відновлення деталей сільськогосподарських машин зварюванням та наплавленням, починаючи з ХІХ ст., були механізація та автоматизація. Перевагами автоматизованого відновлення деталей є висока якість зєднання, порівняно з ручним, продуктивність праці, зниження витрат матеріалів та енергії.

7. Аналіз сучасних тенденцій розвитку технологій відновлення деталей сільськогосподарських машин зварюванням та наплавленням свідчить, що даний процес розвивається шляхом повного виключення втручання людини до підготовки, відновлення та контролю якості, а також зменшенням екологічного навантаження на навколишнє середовище.

8. Досліджено, що розвитку процесу відновлення деталей зварюванням та наплавленням у значній мірі сприяла діяльність науково-виробничих установ, які розробляли та впроваджували у виробництво способи, методи зварювання і наплавлення та технологічне обладнання, а саме: - Інститут електрозварювання та його відділ №2 «Фізико-металургійні процеси наплавлення зносостійких і жароміцних сталей»;

- кафедра ремонту машин Київського інституту механізації та електрифікації сільського господарства;

- кафедра зварювального виробництва механічного факультету Київського політехнічного інституту;

- Українська філія Державного науково-дослідного технологічного інституту.

РЕКОМЕНДАЦІЇ

Одержані результати можуть бути використані при підготовці наукових праць, навчальних посібників, довідників, спеціальних курсів з історії науки і техніки вищих навчальних закладів, у процесі науково-дослідної роботи магістрів та аспірантів.

1. Сукманюк О.М. Діяльність видатного ученого в галузі електродугового зварювання Миколи Миколайовича Бенардоса / О.М. Сукманюк // [Електронний ресурс] // Історія науки і біографістика : електронне наук. фахове видання. - 2007. - № 3. - Режим доступу : http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/INB/2007-3/07sommmb.pdf.

2. Сукманюк О.М. Видатний новатор техніки, основоположник металургії зварювання М.Г. Славянов [Текст] /О.М. Сукманюк // Історія української науки на межі тисячоліть : зб. наук. праць. - К., 2007. - Вип. 31. - С. 215-220.

3. Герук С.М. Еволюція розвитку способів наплавлення металу [Електронний ресурс] /С.М. Герук, О.М. Сукманюк // Історія науки і бібліографістика: електронне наук. фахове видання. - 2008. - № 3. - Режим доступу: http://www.nbuv.gov:ua/e-journals/INB/2008 - 3/08sommmb.pdf. (Автором досліджено історичні аспекти виникнення та розвитку основних способів наплавлення).

4. Герук С.М. Фрагменти з історії розвитку способів наплавлення металів [Текст] /С.М. Герук, О.М. Сукманюк // Історія української науки на межі тисячоліть: зб. наук. праць. - К., 2009. - Вип. 38. - С. 54 - 59. (Автором простежено та висвітлено етапи розвитку способів наплавлення. Наведені їх переваги і недоліки, а також використання для відновлення деталей).

5. Сукманюк О.М. Діяльність видатного діяча в галузі електричного зварювання - академіка В.В. Петрова [Текст] / О.М. Сукманюк // Актуальні питання історії науки і техніки : матеріали шостої Всеукраїнської наук. конф., 11-12 жовтня 2007р. - Полтава, 2007. - С. 11-13.

6. Сукманюк О.М. Академік Євген Оскарович Патон та його школа [Текст] / О.М. Сукманюк // Історія освіти, науки і техніки в Україні : матеріали четвертої конф. мол. учених та спеціалістів, м. Київ, 29 січня 2008 р. - К., 2008. - С. 254-256.

7. Герук С.М. Фрагменти історії автоматичного зварювання в Україні [Текст] / С.М. Герук, О.М. Сукманюк //Соціум. Наука. Культура: матеріали третьої всеукраїнської науково-практичної інтернет-конференції, 29-31 січня 2008 р. - К., 2008. - С. 68-69. (Автором відображено вклад Інституту електрозварювання у розробку автоматичного зварювання під шаром флюсу).

8. Герук С.М. Нотатки з історії електродугового зварювання [Текст] / С.М. Герук, О.М. Сукманюк // Українська наука в мережі Інтернет: матеріали третьої всеукраїнської науково-практичної інтернет-конференції, 26-28 лютого 2008 р. - К., 2008. - С.14-16.

(Автором висвітлено вклад видатного інженера М.Г. Славянова у розвиток електродугового зварювання та наплавлення при відновленні деталей).

9. Сукманюк О.М. Із витоків історії електричного дугового зварювання [Текст] / О.М. Сукманюк // Науковий потенціал України 2008: матеріали четвертої всеукраїнської науково-практичної інтернет-конференції, 26 - 28 березня 2008 р. - К., 2008. - С.51-53.

10. Герук С.М. Значний внесок В.В. Петрова в галузь електричного зварювання [Текст] / С.М. Герук, О.М. Сукманюк // Простір і час сучасної науки : матеріали четвертої всеукраїнської науково-практичної інтернет-конференції, 24-26 квітня 2008 р. - К., 2008. - С. 51-53. (У роботі автор показав відкриття В.В. Петровим електричного дугового розряду та перші спроби застосування його для зєднання металу).

11. Сукманюк О.М. З історії ковальського зварювання [Текст] / О.М. Сукманюк // Українська наука ХХІ століття : матеріали четвертої всеукраїнської науково-практичної інтернет-конференції, 25 - 27 червня 2008 р. - К., 2008. - С. 8-10.

12. Герук С.М. Історичні аспекти виникнення зварювання металів [Текст] / С.М. Герук, О.М. Сукманюк // Актуальні питання історії науки і техніки : матеріали сьомої Всеукраїнської наукової конференції, 2 - 3 жовтня 2008 р. - К., 2008. - С. 88-90. (Автором відображено виникнення та перші спроби ремонту деталей за допомогою зварювання).

13. Сукманюк О.М. Євген Оскарович Патон - родоначальник автоматичного зварювання під флюсом [Текст] / О.М. Сукманюк // Актуальні питання історії науки і техніки : матеріали сьомої Всеукраїнської наукової конференції, 2-3 жовтня 2008 р. - К., 2008. - С. 211-214.

14. Сукманюк О.М. Еволюція розвитку ремонтного виробництва [Текст] / О.М. Сукманюк // Образования и наука на 21 от век - 2008 : матеріали за IV Международная научна практична конференция, 17 - 25 октомври 2008. - София «Бел ГРАД-БГ» ООД., 2008. - С. 88-91.

15. Sukmanyuk O.M. The materials’ development for the fusion under the sphere of the flux / O.M. Sukmanyuk // Zprбvy vмdeckй ideji-2008 : мateriбly IV mezinбrodni vmdecko-praktickб conference, 27.10 - 05.11.2008. - Praha. Publishing House “Education and science” s.r.o., 2008. - str. 29-30.

16. Сукманюк О.М. Розвиток джерел живлення для електрозварювання / О.М. Сукманюк // Nauka і inowacja - 2008 : materialy IV Mikdzynarodowej naukowipraktycznej konferencji, 07-15 paџdziernika 2008 roku, 2008. - str. 86-88.

17. Сукманюк О.М. Основні історичні аспекти розвитку автоматизації дугового електрозварювання / О.М. Сукманюк // Історія освіти, науки і техніки в Україні : матеріали пятої конференції молодих учених та спеціалістів, м. Київ, 28 травня 2009 р. - К., 2009. - С. 169-172.

18. Сукманюк О.М. Зародження теоретичних основ технологічного процесу зварювання і наплавлення при відновленні деталей сільськогосподарських машин / О.М. Сукманюк // Національна сільськогосподарська бібліографія як складова програми інформатизації аграрної галузі України : матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції, м. Київ, 7 грудня 2009 р. - К., 2009. - С. 208-212.