Введение. Рассматривается технология исследования сложных поверхностей винтовых движителей, к которым относят гребневые и воздушные винты транспортных средств, мехатронным профилографом для реализации обратного инжиниринга. Обзор научной литературы показывает, что в настоящее время вопрос контроля сложных поверхностей изделий на различных стадиях их жизненного цикла требует дальнейших исследований, поскольку применение известных приборов и методов не всегда обеспечивает необходимую точность, технологичность и достаточную информативность измерений. Цель работы: разработка новой технологии исследования сложных поверхностей винтовых движителей, к которым относят гребневые и воздушные винты транспортных средств, мехатронным профилографом для реализации обратного инжиниринга. Методы. В работе предложена инновационная технология исследования сложных поверхностей винтовых движителей, реализуемая с применением разработанного мехатронного профилографа. Мехатронный профилограф оригинальной конструкции предназначен для измерения профиля и исследования формы сложных поверхностей различных изделий, а также определения геометрических и морфологических параметров этих поверхностей. Для разработанного мехатронного профилографа на основании теоретических исследований выявлены основные конструктивно-технологические параметры и установлена гиперболическая зависимость угловой скорости перемещения лазерного датчика от радиуса сканирования. Например, для постоянного шага траектории по спирали Архимеда величиной 2 мм значение угловой скорости датчика должно плавно уменьшаться от максимального значения в 2 рад/с до минимального значения 0,574 рад/с, т. е. в 3,484 раза. Результаты и обсуждение. Выявлено, что использование цилиндрических координат для обработки полученных данных профилографом логично и имеет ряд преимуществ. Проведен экспресс-анализ поверхностей винтов, имеющих поворотную симметрию, и установлены различия форм поверхностей лопастей винта по величинам отклонений в продольном и поперечном направлении для разных радиусов. На основании экспериментальных данных получена двухфакторной степенная модель, описывающая отклонения формы лопасти с коэффициентом детерминации 0,967, по анализу которой видно,, что в среднем угол отклонения в перпендикулярном радиусу направлении d возрастает от 0 до 0,3°, а угол отклонения вдоль радиуса g возрастает от 0 до 5,4°.
Исследование сложных поверхностей винтовых движителей транспортных средств мехатронным профилографом / С.А. Васильев, В.В. Алексеев, А.А. Федорова, Д.В. Лобанов // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2021. – Т. 23, № 4. – С. 65–78. – DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.4-65-78.
Vasiliev S.A., Alekseev V.V., Fedorova A.A., Lobanov D.V. Investigation of complex surfaces of propellers of vehicles by a mechatronic profilograph. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) = Metal Working and Material Science, 2021, vol. 23, no. 4, pp. 65–78. DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.4-65-78. (In Russian).