1. Классификация (тематическое направление, не более двух)
Промышленные технологии

2. Назначение и область применения
Устройство предназначено для охлаждения режущего инструмента при механообработке.
Область применения: Промышленное производство.

3. Краткое описание (суть) проекта
Применение вихревых процессов в двухфазных жидкостно – газовых средах, отличающихся интенсивными процессами тепломассопереноса и фазовых превращений позволило создать ряд эффективных устройств специального и двойного применения, отличающихся конструктивной простотой и исключительно высокой надежностью функционирования и в частности: вихревого энергопреобразователя, обеспечивающего подачу холодного ионизированного воздуха в зону резания; вихревого распылителя жидкости, обеспечивающего подачу аэрозоля СОЖ в минимальных количествах либо их комбинации, позволяющие совместить охлаждение режущего инструмента холодным ионизированным воздухом с минимальной подачей аэрозоля СОЖ в зону обработки.

4. Актуальность и новизна идеи (конкретное инновационное решение)
Рост конкуренции между предприятиями ведет к необходимости резкого сокращения производственных расходов, в частности, к ужесточению требований к технологии механической обработки. Так, в этой области предприятия стремятся добиваться больших объемов съема стружки при одновременном улучшении качества обработки. Этого можно добиться путем внедрения новых инструментов и технологий, например, высокоскоростной обработки с подачей большого количества СОЖ. Только в 1997 г. в металлообрабатывающей промышленности ее было использовано почти 800 тыс. т. Однако в последние годы одним из направлений сокращения производственных расходов стало именно сокращение применения СОЖ. Ее использование не только существенно удорожает стоимость изготовления одной детали, но и значительно загрязняет окружающую среду. Наряду с фактической стоимостью подготовки СОЖ нужно учитывать и расходы на ее подготовку, поддержание в работоспособном состоянии и удаление после использования. В связи со все более ужесточающимися требованиями к охране окружающей среды при ликвидации отходов сжигание или складирование СОЖ, в частности стоит сейчас дороже ее изготовления.

Описанные экономические и экологические проблемы делают применение СОЖ в механической обработке, несмотря на ее смазывающее, охлаждающее и промывающее действие, все более нежелательным.

В то же время полный отказ от СОЖ в ряде случаев, например при сверлении, пока невозможен, хотя он успешно реализуется многими предприятиями при точении и фрезеровании, а иногда и при шлифовании. Однако при таком подходе нередко ухудшается качество поверхностного слоя обработанных деталей.

5. Научно-техническое описание
Системы охлаждения режущих инструментов могут быть выполнены в трех вариантах: вихревой энергопреобразователь, обеспечивающий подачу холодного ионизированного воздуха в зону резания; вихревой распылитель жидкости, обеспечивающий подачу аэрозоля СОЖ в минимальных количествах либо их комбинация, позволяющая совместить охлаждение режущего инструмента холодным ионизированным воздухом с минимальной подачей аэрозоля СОЖ в зону обработки.

При работе устройств возможно смешение нескольких разнородных компонентов СОЖ.

6. Предлагаемая к выпуску продукция
Устройства для охлаждения режущего инструмента при механообработке (Система подачи распыленных СОЖ «InSpray», Система подачи охлажденного ионизированного воздуха «InAir», Система подачи охлажденного ионизированного воздуха с возможностью распыления СОЖ «InAirS»)

7. Существующие аналоги и преимущества перед ними
В настоящее время применяется несколько способов охлаждения режущих инструментов: охлаждение жидкостью со стороны передней грани инструмента; охлаждение жидкостью, подаваемой под высоким давлением; охлаждение жидкостью, распыленной в струе сжатого воздуха; охлаждение жидкостью низкой температуры; охлаждение жидкостью, подаваемой в зону резания через инструмент; одновременное охлаждение зоны резания двумя жидкостями; внутреннее охлаждение режущей части инструмента; охлаждение зоны резания сжатым воздухом; охлаждение зоны резания холодным воздухом; охлаждение зоны резания ионизированным воздухом, охлаждение зоны резания холодным ионизированным воздухом охлаждение жидкой углекислотой или углекислым газом и т.д.

Преимущества предлагаемых систем:

«InSpray» - простота конструкции, безотказность в работе, способность диспергирования и распыления агрессивных и вязких жидкостей, или сред, содержащих механические включения, малая зависимость качества диспергирования от расхода жидкости, работа на малых давлениях (от 0,05 МПа) с незначительным расходом сжатого воздуха по сравнению с аналогичными конструкциями, устройство само забирает жидкость из резервуара на высоту более 2 м.

«InAir» - имеет компактные размеры, за счет отказа от громоздких устройств ионизации и специальной конструкции вихревой трубы, что позволяет ее использовать в непосредственной близости от инструмента; уменьшает энергетические затраты на ионизацию воздуха и исключает опасность поражения электрическим током благодаря отказу от использования коронного разряда для ионизации; имеет простую и надежную конструкцию за счет уменьшения количества элементов устройства и отсутствия движущихся частей.

«InAirS» - не имеет аналогов и в отличии от устройства «InAir», помимо охлаждения холодным ионизированным воздухом в процесс дополнительно вводится поток распыленной СОЖ. При этом достигается увеличение отбора тепла от инструмента и заготовки и улучшается смазка зоны резания.

Для всех устройств имеется гибкая подводка, позволяющая расположить устройство в любое место на требуемом расстоянии от инструмента в составе технологического оборудования для обработки конструкционных материалов.

8. Анализ рынка (потенциальные потребители, география проекта)
Машиностроительные, приборостроительные заводы, малые предприятия, осуществляющие механическую обработку конструкционных материалов.

География проекта: Россия.

9. Защита интеллектуальной собственности (наличие правоохранных и прочих документов)

10. Информация об участии проекта в конкурсах инновационных проектов, в т.ч. в федеральных (название конкурса, организатор, сроки проведения, результаты участия)
Не участвовал

11. Состояние проекта
Стадия разработки: Серийное производство
12. Фотоматериал (3-5 фотографий)

Рисунок 1 – Устройства для охлаждение инструмента

  Рисунок 2 – Примеры использования системы охлаждения инструмента

13. Схема реализации проекта (предстоящие этапы и основные сложности - риски)
Вид сотрудничества, способ финансирования разработки: Проведение совместных исследований, лицензионное соглашение, хозяйственный договор.

14. Имеющиеся ресурсы для реализации проекта (производственные мощности, сырье, трудовые ресурсы, инвестиционная площадка, инфраструктура)
Освоено производство модельного ряда устройств на собственных производственных мощностях

15. Необходимые ресурсы для реализации проекта

 Имеются

16. Финансовые показатели проекта

В режиме коммерческой тайны 

17. Перспективы развития (при получении инвестиций), возможные результаты по этапам реализации проекта
Расширение производства, создание новых устройств

18. Ожидаемый социально-экономический эффект (количество создаваемых рабочих мест, налоговые поступления в бюджеты всех уровней)
Не менее 10 рабочих мест

19.1. Руководитель проекта (Ф.И.О., место работы/учебы, должность)
Курносов Николай Ефимович, НИИ ФиПИ ПГУ, г.н.с.

19.2. Участники проекта (Ф.И.О., место работы/учебы, должность, роль в проекте)
1) Лебединский Константин Валерьевич, кафедра «Транспортные машины», доцент, н.с.
2) Николотов Андрей Александрович, кафедра «Транспортные машины», старший преподаватель, н.с.
3) Алексеев Дмитрий Петрович, кафедра «Транспортные машины», ведущий инженер, н.с.

20. Контактная информация
20.1. Название предприятия (организации)
Инновационно-технологический центр Пензенского государственного университета
20.2. Информация о предприятии (сфера деятельности)

Научная деятельность, инновационная деятельность
20.3. Руководитель (Ф.И.О., должность)
Курносов Николай Ефимович, руководитель

20.4. Адрес
440026, г. Пенза, ул. Чкалова, 68
20.5. Телефон/Факс, электронная почта, web-сайт
(8412) 36-80-71/(8412) 36-80-71,  vcm-penza@mail.ru, http://itc.pnzgu.ru/

21. Дата представления или последнего обновления информации 27.07.2016