Розроблення автоматизованої системи для контролю якості сопел розпилювачів
Автор: Дейнека Арсен Орестович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Магістерська робота присвячена дослідженню, моделюванню та запропоновано конструкцію автомата для контролю якості керамічного щілинного сопла, яке застосовується у високоточних пневматичних вимірювальних системах. Актуальність теми обумовлена зростаючими вимогами до метрологічних характеристик засобів контролю геометричних параметрів деталей, зокрема у машинобудуванні, приладобудуванні та авіакосмічній галузі. Одним із ключових елементів таких систем є сопло, стабільність форми та точність зазору якого безпосередньо впливають на похибку вимірювання. У зв’язку з цим важливою є оцінка напружено- деформованого стану сопла, вибір оптимальної геометрії та матеріалу, а також прогноз його довговічності. У першому розділі роботи проведено аналіз принципів роботи пневматичних вимірювальних пристроїв, характеристик пневматичних сопел та конструктивних особливостей щілинної форми. Наведено огляд сучасних технологій виготовлення керамічних елементів, підкреслено їхні переваги — високу зносостійкість, стабільність геометрії та низьку деформаційність у порівнянні з металевими аналогами. У другому розділі представлено рекомендації щодо удосконалення конструкції та виготовлення автомату для контролю якості сопел. Визначено кінематичну схему автомата та запропоновано оптимізовані параметри ширини та довжини щілини, що зменшують пікові напруження до 12–15 %. Обґрунтовано доцільність використання високоточних методів шліфування та контролю зазорів. Наведено результати порівняння керамічних сопел з альтернативними матеріалами та доведено їх перевагу для високостабільних вимірювальних систем. Третій розділ присвячено детальному дослідженню напружено- деформованого стану сопла методами чисельного моделювання. На основі даних креслень відтворено тривимірну геометрію сопла та реалізовано розрахункову модель у середовищі COMSOL Multiphysics. Проведено параметричне дослідження у діапазоні робочих тисків 0,10–0,30 МПа. Отримано залежності максимальних напружень та деформацій від прикладеного тиску, виявлено критичні зони концентраторів напружень у місці мінімального зазору та переходу до сферичної поверхні. Показано, що керамічне сопло має достатній запас міцності, а деформації не перевищують декількох мікрометрів і не впливають на метрологічні властивості системи. У підсумку сформульовано загальні висновки, у яких підтверджено досягнення поставленої мети та практичну значущість отриманих результатів. Розроблена чисельна модель може бути використана для проєктування нових типів пневматичних сопел, прогнозування їх ресурсу та вдосконалення виробничих технологій. Ключові слова: Автоматизація, автомат, сопло, машинобудування, якість.