Badaniami nad możliwością zastosowania nowych rozwiązań konstrukcyjnych w celu poprawy dokładności kinematycznej przekładni ślimakowych zajął się w swojej rozprawie doktorskiej mgr inż. Jacek Ponomarenkow. Wnioski z tej pracy mogą mieć wpływ na rozwój technologii związanych z użytkowaniem urządzeń wymagających dużej precyzji. 

Obrona odbyła się we wtorek (4 czerwca 2024 r.) na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Energetyki Politechniki Koszalińskiej. Komisji doktorskiej przewodniczył dziekan wydziału, prof. dr hab. inż. Waldemar Kuczyński. Tytuł rozprawy brzmi: „Analiza dokładności kinematycznej przekładni ślimakowych z adaptacyjną minimalizacją luzu w zazębieniu”.

Funkcję promotora pełnił prof. dr hab. inż. Wojciech Kacalak. Promotorem pomocniczym była zaś dr inż. Monika Szada-Borzyszkowska. Praca została przygotowana w ramach dyscypliny Inżynieria mechaniczna (dziedzina nauk inżynieryjno-technicznych).

Rozprawa jest nowym etapem badań nad analizą dokładności kinematycznej przekładni ślimakowych oraz nowych rozwiązań konstrukcyjnych umożliwiających minimalizację luzu bocznego. Badania te na Politechnice Koszalińskiej prowadził prof. dr hab. inż. Wojciech Kacalak.

Jak wyjaśnił doktorant, przekładnie ślimakowe znajdują szerokie zastosowanie głównie w urządzeniach wymagających dużej precyzji i równomierności przenoszenia napędu (mechanizmy pozycjonujące w obrabiarkach, głowicach pomiarowych, stołach obrotowych, przekładniach kierowniczych samochodów, układach sterowania napędem statków). Dokładnie wykonane przekładnie konwencjonalne nie zapewniają jednak bezluzowej pracy łańcucha kinematycznego. Zawsze bowiem występują w nich luzy wynikające z odchyleń wymiarowych i niedokładności kształtu elementów współpracujących.

Czy można zaradzić takim niedoskonałościom? Autor przedstawił w rozprawie rozwiązania konstrukcyjne przekładni ślimakowych, które mogą zapewnić duży zakres regulacji, zwłaszcza w zakresie minimalizacji luzów, przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiego stopnia dokładności kinematycznej.

Doktorant przeprowadził modelowanie i symulacje z wykorzystaniem systemów CAD dotyczące odkształceń elementów w przekładniach ślimakowych ze ślimakiem podatnym osiowo.

Następnie na zaprojektowanym i wykonanym w naszej uczelni stanowisku badawczym przeprowadził badania przekładni. Porównał uzyskane wyniki z wynikami badań wcześniej wykonanych przekładni o mniejszej dokładności.

Opracował metodykę optymalizacji przekładni z podatnym osiowo ślimakiem. Celem był dobór parametru nastawy regulacyjnej tak, by uzyskać możliwie najmniejszy lub boczny, możliwie najmniejsze opory ruchu. Ponadto opracował procedurę optymalnego kompletowania precyzyjnych przekładni ślimakowych.

Praca uzyskała pozytywną opinię recenzentów. Byli nimi: dr hab. inż. Mirosław Kowalski, profesor Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych w Warszawie; prof. dr hab. inż. Stanisław Legutko z Politechniki Poznańskiej i dr hab. inż. Witold Pawłowski, profesor Politechniki Łódzkiej.

Recenzenci podkreślili trafność podjętej tematyki badawczej. Prof. Stanisław Legutko ocenił: rozprawa, swoim metatechnicznym założeniem oraz swoją treścią wpisuje się w nurt poczynań poznawczych i utylitarnych stanowiących istotę inżynierii mechanicznej. Uznali, że prace badawcze zostały zaplanowane w kompetentny sposób, a uzyskane wyniki pracy mogą mieć istotne znaczenie naukowe i utylitarne w zakresie dalszego rozwoju badań dotyczących konstrukcji, technologii i oceny dokładności wykonania oraz użytkowania precyzyjnych przekładni ślimakowych.

Podczas publicznej obrony recenzenci pytali doktoranta o szczegóły przeprowadzonego eksperymentu, ale też o metody interpretacji uzyskanych informacji.

Pozytywna ocena znalazła potwierdzenie w decyzji komisji doktorskiej. Komisja postanowiła bowiem przyjąć publiczną obronę rozprawy doktorskiej Jacka Ponomarenkowa i wystąpić z wnioskiem o jej wyróżnienie. Ostateczną decyzję o nadaniu stopnia doktora, ale też o wyróżnieniu rozprawy najprawdopodobniej jeszcze w czerwcu podejmie Senat Politechniki Koszalińskiej.

Zdjęcia: Adam Paczkowski/Politechnika Koszalińska