Журнал - Вісник Донбаської державної машинобудівної академії 2010 №1 (6Е)

Подождите немного. Документ загружается.

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

433

ІМУРЛК є цілісною організаційною, соціокультурною та економічною системою про-

цесу розвитку людського капіталу підприємств, спрямованою на мотивацію та цілеспрямо-

ване використання інституціональних чинників впливу у виробничій, організаційній, адміні-

стративній, інноваційно-технологічній, соціальній та інших сферах діяльності підприємства,

що поширює його дію не лише на розвиток людського капіталу.

ІМУРЛК за рахунок існуючих на підприємстві «правил гри» (інститутів) повинен

сприяти розвитку якісних характеристик людини (загального і специфічного людського капі-

талу); закріпленню стійких ефективних інститутів у суспільстві; вирішувати проблему існу-

вання стійких, але неефективних інститутів; інноваційній активності; покращенню репутації

і інвестиційної привабливості підприємства; набуттю конкурентних переваг серед однопро-

фільних підприємств, підприємств конкурентів та тих, які випускають аналоги; підвищенню

вартості як реальної, так і ринкової (фіктивної).

Слід звернути увагу, що деякі з дослідників вважають, що «система оплаты труда яв-

ляется основным механизмом регулирования трудовых отношений на предприятии. Эти от-

ношения определяются балансом либо дисбалансом экономических интересов собственни-

ков труда (персонала и менеджмента) и собственников капитала (владельцев бизнеса)» [20].

Інші економісти також схильні до того, що «домінуюче місце у структурі мотивів трудової

діяльності займають чинники матеріального змісту» [21]. Проте не можна повністю погоди-

тись із даним твердженням, оскільки не тільки такий економічний інструмент як оплата пра-

ці є мотивуючим фактором продуктивної роботи працівників, хоча є, безпосередньо, важли-

вим стимулюючим елементом. Умови праці на підприємстві, графік роботи, наявність соціа-

льних гарантій та соціальної інфраструктури, психологічний клімат у колективі, умови роз-

витку і самореалізації тощо у деяких випадках перевищують значущість розміру заробітної

плати і в сучасних умовах все більше стають чинниками стабільності кадрового складу на

великих і середніх інноваційних підприємствах, мотивуючим факторами до розвитку людсь-

кого капіталу, незважаючи на те, що розвиток людського капіталу передбачає обов’язкове

отримання доходу і збільшення його. Все означене вище не дозволяє вважати оплату праці

основним механізмом регулювання трудових відносин та головним інструментом розвитку

людського капіталу.

ВИСНОВКИ

Таким чином, інституціональний механізм управління розвитком людського капіталу

підприємства є встановленою системою взаємовідносин співробітників підприємства, що

ґрунтується на дії інститутів та є сукупністю певних засобів та інструментів, форм і методів

регулювання розвитку їх якісних і сутнісних характеристик, що забезпечують єдність інте-

ресів індивіда, колективу, керівництва підприємства і головної стратегії управління.

Основним інструментом впливу на розвиток людського капіталу у зазначеному меха-

нізмі є інститути, дія яких спрямована на: ліквідацію потенціальної загрози опортуністичної

поведінки співробітників підприємства (як вищого адміністративного рангу, так і менедже-

рів, спеціалістів, робочих); розвиток соціальної інфраструктури на підприємстві; обов’язкове

забезпечення умов до творчої реалізації співробітників, кар’єрного росту; запровадження

і удосконалення внутрішньофірмової системи розвитку персоналу; запровадження корпора-

тивної культури, створення сприятливого психологічного клімату в колективі; удосконален-

ня морального і матеріального заохочення працівників; створення атмосфери творчого спів-

робітництва, підвищення професійної змістовності і привабливості праці; підвищення ролі

соціальних, інституціонально-правових, морально-психологічних, культурно-етичних ін-

струментів впливу; активізацію інвестиційних процесів; поліпшення умов праці; підвищення

якості життя працівників; накопичення не речовинного капіталу (ноу-хау, патентів, гудвілу

та ін. продуктів інтелектуальної діяльності) тощо.

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

434

Розробка інституціонального механізму управління розвитком людського капіталу пі-

дприємства потребує аналізу інституціональних факторів розвитку людського капіталу підп-

риємств; оцінки стану, розвитку, ефективності використання і стабільності людського капі-

талу на підприємстві.

ЛІТЕРАТУРА

1. Соціально-економічний стан України: наслідки для народу та держави : нац. доповідь / за заг. ред.

В. М. Гейця [та ін.]. – К. : НВЦ НБУВ, 2009. – 687 с.

2. Светуньков М. Г. Человеческий капитал как источник развития и успешности современного пред-

принимателя [Электронный ресурс] / М. Г. Светуньков, Е. В. Ямбарцев // Теория и практика общественного раз-

вития. – 2010. – № 2. – Режим доступа: http:// www.teoria-practica.ru/index.php/2010-2.

3. Акимова Е. В. Управление человеческим капиталом промышленного предприятия посредством пер-

сональных сбалансированных систем показателей / Е. В. Акимова, О. А. Каменская // Актуальні проблеми

економіки. – 2010. – № 5. – С. 37–45.

4. Цапенко И. В. Проблема эффективного воспроизводства человеческого капитала и инновационные

походы к ней / И. Цапенко // Инновации. – 2010. – № 4. – С. 95–98.

5. Блинов А. О. Модернизация экономики: влияние коммуникаций на качество человеческого капитала /

А. О. Блинов, В. Я. Захаров, И. В. Захаров // Проблемы теории и практики управления. – 2010. – № 4. – С. 31–36.

6. The Global Competitiveness Report 2009–2010 [Электронный ресурс] // Klaus Schwab, World Economic

Forum. – Режим доступa : http://www.weforum.org/en/initiatives/gcp/Global%20Competitiveness%20Report/index.htm.

7. Doing Business 2010 Ukraine [Электронный ресурс] // 2009 The International Bank for Reconstruction and

Development / The World Bank. – Режим доступa: http://www.doingbusiness.org/Documents/CountryProfiles/UKR.pdf.

8. Ходжсон Джефри Экономические институты: Манифест современной институциональной эко-

номической теории / Пер. с англ. – М. : Дело, 2003. – 464 с.

9. Шаститко А. Е. Институциональная среда хозяйствования в России: основные характеристики /

А. Е. Шаститко // Куда идет Россия? Кризис институциональных систем. Век, десятилетие, год / Под общ.

ред. Т. И. Заславской. – М. : Логос, 1999. – С. 201–206.

10. Ашмаров И. А. Институциональный механизм рынка труда / И. А. Ашмаров // Вестник Воронеж-

ского государственного университета. – 2004. – № 1. – С. 143–146. – (Серия «Экономика и управление»).

11. Булев И. П. Институты и их роль в становлении гражданского общества / И. П. Булеев, О. В. Ше-

пеленко // Город, регион, государство : проблемы распределения полномочий : сб. науч. тр. / НАН Украины. Ин-т

экономико-правовых исследований. – Донецк : ООО «Юго-Восток, ЛТД», 2007. – С. 305–318.

12. Белоусенко М. В. Трансакции и технологии : проблемы объединения / Под ред. Р. М. Нуреева,

В. В. Дементьева // Постсоветский институционализм. – Донецк : Каштан, 2005. – 480 с.

13. Брюховецька Н. Ю. Економічний механізм підприємства в ринковій економіці : методологія і прак-

тика / Н. Ю. Брюховецька. – Донецьк : ІЕП НАН України, 1999. – 276 с.

14. Механизм хозяйствования предприятий и объединений трансформационной экономики : монография /

И. П. Булеев, Н. Д. Прокопенко, Н. Е. Брюховецкая и др. – Донецк, НАН Украины, Ин-т экономики пром-сти, 2007. – 526 с.

15. Хазан М. Организационно-экономический механизм развития систем управления предприятием /

М. Хазан // Проблемы теории и практики управления. – 2006. – № 2. – С. 96–103.

16. Горностай Л. Ч. Мотивационный механизм управления инженерными и научными работниками /

Л. Ч. Горностай // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. –

2005. – № 4. – С. 73–78.

17. Дементьев В. Е. Квазиинтеграция в фокусе институциональной теории / В. Е. Дементьев // Вест-

ник университета : Государственный университет управления. – 2001. – № 1(2). – С. 84–95. – (Серия «Инсти-

туциональная экономика»).

18. Истомин С. В. Особенности институциональных механизмов в трансформируемой экономике /

С. В. Истомин // Вестник Челябинского государственного университета. – 2010. – № 6 (187). – Экономика.

Вып. 26. – С. 52–56.

19. Маркелова Н. В. Механизмы социализации и их роль в процессе формирования представлений об успеш-

ности личности / Н. В. Маркелова // Сборник научных трудов Северо-Кавказского государственного технического

университета. – 2005. – № 1 (13). – (Серия «Гуманитарные науки»). – Режим доступа: http://www.science.ncstu.ru/

articles/hs/13/30.pdf/file_download.

20. О механизме регулирования трудовых отношений на предприятии / С. Л. Евдокимов, Д. О. Морозов,

И. В. Розин, Е. А. Голубин // Управление персоналом. – 2005. – № 17 (123). – С. 57–59.

21. Дмитриченко Л. І. Державна політика зайнятості й розвитку людського потенціалу в Україні:

питання методології / Л. І. Дмитриченко, Л. А. Дмитриченко // Социально-экономические аспекты промыш-

ленной политики. Актуальные проблемы управления человеческими ресурсами и маркетинга в контексте

стратегии развития Украины : сб. науч. тр. В 3-т. Т. 1 / НАН Украины, Ин-т экономики пром-сти; редкол. :

Амоша А. И. (отв. ред.) и др. – Донецк, 2007. – С. 38–44.

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

223

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ВИБРАЦИЯХ ПРИ РЕЗАНИИ

Чернышев Е. А.

Рассмотрено развитие представлений о вибрациях при механической обработке реза-

нием. Выявлено, что вынужденный характер колебаний был отвергнут на начальном этапе,

и в настоящее время считается, что при резании имеют место автоколебания. Выделены два

основных направления в исследовании данного вопроса: изучение колебаний, возникающих

вследствие физических особенностей процесса резания, и колебаний, обусловленных конст-

руктивными особенностями и погрешностями станка. Показан постепенный переход иссле-

дований от первого направления ко второму и отход от физического толкования динамиче-

ских процессов при резании в сторону их феноменологического описания и схематизации

при проектировании станков.

Розглянуто розвиток уявлень про вібрації при механічній обробці різанням. Виявлено,

що вимушений характер коливань був знехтуваний на початковому етапі, і нині вважається,

що при різанні мають місце автоколивання. Виділено два основні напрямки в дослідженні

цього питання: вивчення коливань, що виникають внаслідок фізичних особливостей процесу

різання, і коливань, обумовлених конструктивними особливостями й похибками верстата.

Показано поступовий перехід досліджень від першого напрямку до другого і відхід від фізи-

чного тлумачення динамічних процесів при різанні у бік їх феноменологічного опису і схе-

матизації при проектуванні верстатів..

Evolution of notions about vibrations in machining is considered in the paper. It is re-

vealed that explanation of vibrations as forced oscillations was denied at the initial stage. At

present time, it is considered that self-oscillations takes place in metal cutting. There are two

indicated basic directions in the researches: studying vibrations as properties of metal process-

ing and studying vibrations of a machine for metal cutting. The consecutive research from the

first direction to the second one and the deviation from physical interpretation of dynamic proc-

esses in cutting towards their phenomenological and scheme description in designing machines

have been shown.

Чернышев Е. А. канд. техн. наук, доц. ДонНТУ

chernyshev81@mail.ru

ДонНТУ – Донецкий национальный технический университет, г. Донецк

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

224

УДК 621.9-06

Чернышев Е. А.

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ВИБРАЦИЯХ ПРИ РЕЗАНИИ

Известно, что процесс резания обычно сопровождается вибрациями. Зачастую они но-

сят вредный характер, поэтому их стараются уменьшить технологическими или конструк-

тивными методами. Между тем до сих пор нет единого и окончательного представления

о причинах возникновения вибраций при резании металлов. Несмотря на кажущуюся про-

стоту, ответить на этот вопрос пока не удалось. В связи с этим анализ развития представле-

ний о вибрациях при резании является актуальным. Предмет исследования, несмотря на всю

его кажущуюся очевидность, является исключительно сложным. Так, общеизвестно, что наи-

более распространенным способом описания силы резания есть ее вычисление с помощью

эмпирических зависимостей. Ясно, что этот подход является инженерным по своей сути. Он

позволяет прогнозировать среднюю величину усилия резания, но не рассматривает физиче-

ской сущности процесса резания. Например, для вычисления силы резания при точении ис-

пользуется формула, в которой только три конкретных величины (режимы резания) и девять

поправочных коэффициентов.

Можно привести второй пример, показывающий нерешенность поставленного вопро-

са. Все теоретические исследования вибраций в той или и той степени связаны с решением

уравнений динамики. Но при самом поверхностном анализе выявляется, что уравнение ди-

намики, связывая динамические переменные, не вносит никаких подвижек в решение вопро-

са: почему возникают вибрации? Например, если даже считать, что сила резания постоянна,

то в простейшем случае для одномассовой системы с одной степенью свободы уравнение без

затухания будет иметь вид constmx cx+=

. Очевидно, что уже в этом случае решением будет

гармоническая функция, хотя сама сила резания постоянна. Это происходит потому, что, за-

писывая само уравнение динамики с инерционным и упругим членами, тем самым постули-

руется существование вибраций. Их предполагает сама форма дифференциального уравне-

ния. Ведь известно, что элементарные трансцендентные функции

sinyx

cosyx=

по оп-

ределению представляются как решения дифференциального уравнения 0yy+=

. Таким об-

разом, составление и решение уравнение динамики не приближает к решению поставленного

вопроса: почему при резании возникают вибрации? Этот пример показывает, что задача но-

сит принципиально не математический характер (хотя применение математических методов

в исследовании колебаний неизбежно).

Одним из первых объяснений возникновений колебаний при резании было естествен-

ное предположение

о том, что усилие резания благодаря периодическому образованию и ско-

лу элементов стружки является переменным, вызывая ритмические колебания. Это предпо-

ложение, встречается, в частности, у Н. И. Резникова [1]. В работе В. С. Штейнберга [2] эта

гипотеза получила развитие на основе экспериментальных исследований вибраций при реза-

нии, в которой автор приходит к выводу

, что колебания носят вынужденный характер

и происходят при совпадении частот вынуждающей силы (резания) и собственных колеба-

ний. Убедительность экспериментальных доказательств, подтвержденных расчетами, на пер-

вый взгляд не оставляет сомнений в правильности исходной посылки.

Тем не менее, следует признать этот случай характерным в истории науки, когда экс-

периментальное обоснование в конечном итоге не служит критерием истины. Б. Рассел при-

водит на этот счет забавный пример. Предположим, что хлеб делается из камня и камень

съедобен. Рассуждая логически, приходим к выводу, что хлеб съедобен. Полученный вывод

подтверждается экспериментально. Однако исходные допущения при этом остались ложными.

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

225

Подобное явление отмечали многие выдающиеся ученые: экспериментатор ставит опыт, уже

имея в голове некоторые ожидания, и поэтому зачастую видит то, что надеется увидеть.

К сожалению, это характерно и для теоретиков.

Цель работы – исследование развития представлений о причинах возникновения виб-

раций при резании. Для этого необходимо рассмотреть различные толкования происхожде-

ния вибраций и изменение подходов к исследованию динамических процессов при резании.

Возвращаясь к основной теме, заметим, что вынужденный характер вибраций был от-

вергнут примерно в то же время. В 1933 г. Н. Л. Кайдановский и С. Э. Хайкин предположи-

ли, что колебания при резании не являются вынужденными. Это направление было поддер-

жано в 1930-х гг. Н. С. Ачерканом, Г. Шлезингером, Н. А. Дроздовым [3] и получило даль-

нейшее развитие в 1940-х гг. в фундаментальных работах А. И. Каширина [4] и А. П. Соко-

ловского [5]. В частности, в прекрасной книге [4] довольно подробно изложен анализ и кри-

тика объяснения вибраций как вынужденных колебаний. К примеру, обработка хрупких ма-

териалов менее склонна к возникновению вибраций, несмотря на периодическое образование

и скол элементов стружки. Резание вязких материалов, напротив, более склонно к вибраци-

онному режиму, хотя образуется почти непрерывная сливная стружка. Очевидно, эти сооб-

ражения указывают на несостоятельность гипотезы о вынужденном характере вибраций при

резании.

Следует отметить, что при обработке металлов вынужденные колебания в той или

иной степени всегда присутствуют, но их появление вызвано не процессом резания, а перио-

дическими возмущающими силами вследствие дефектов передач, неуравновешенностью вра-

щающихся частей и т.п. причинами. В связи с этим важно разграничивать колебания, возни-

кающие вследствие физических особенностей процесса резания, и колебания, обусловленные

конструктивными особенностями и погрешностями станка как машины для осуществления

этого процесса. Представляется, что эти два явления суть не одно и то же, хотя процесс реза-

ния осуществляется на станке. При экспериментальном исследовании вибраций это разделе-

ние может быть весьма затруднительно, но при теоретическом анализе принципиально важ-

но понимание того, какие колебания являются объектом исследования. До 1960-х гг. основ-

ное внимание исследователей было сосредоточено на вибрациях, обусловленных процессом

резания.

Указанными авторами, начиная с Н. Л. Кайдановского и С. Э. Хайкина, была выдви-

нута гипотеза об автоколебательной природе вибраций при резании: их происхождение обу-

словлено не некоторой внешней вынуждающей силой, а свойствами самого процесса реза

ния, который содержит источник энергии и регулирующий механизм, осуществляющий об-

ратную связь с колебательной системой. Этим объясняется появление вибраций не только

при совпадении частот, но и в достаточно широком диапазоне режимов резания. А. И. Каши-

риным были выполнены исследования автоколебаний при резании и получен ряд важных

теоретических и экспериментальных результатов

в отношении амплитуд, частот и физиче-

ского объяснения вибраций. В частности, появление вибраций было связано с явлениями

пластических деформаций в срезаемом металле, с имеющей максимум характеристикой силы

резания от скорости. В целом фундаментальную работу [4], опирающуюся на физически яс-

ные представления, можно признать большим вкладом в изучение колебаний при обработке

резанием.

Примерно в то же время А. П. Соколовским [5, 6] было предложено уравнение авто-

колебаний при резании (в радиальном направлении), основанное на эмпирическом представ-

лении силы резания:

PRryaB cB

=−+ −

, (1)

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

226

где

– постоянная величина силы резания; r – член, выражающий зависимость силы

от радиальных колебаний;

– действительная ширина режущей кромки;

– скорость реза-

ния;

– радиальные колебания;

– скорость радиальных колебаний; ,ac – постоянные ве-

личины.

По физическому смыслу

,ac

являются коэффициентами жесткости третьей и четвер-

той составляющих сил в уравнении (1) – соответственно силы, возбуждающей колебания,

и силы, ограничивающей колебания, когда их скорость превышает некоторое критическое

значение. Член с кубической нелинейностью отражает явление снижения силы резания,

а, следовательно, снижения амплитуд при увеличении скорости.

Получающееся при этом уравнение автоколебаний на основе (1) имеет вид:

()

aB y

my h y k r y cB

⎛⎞

+− ++ + =

⎜⎟

⎝⎠

&& &

, (2)

где m – приведенная масса колеблющейся системы; h – коэффициент рассеивания

энергии;

k – коэффициент жесткости. Оно описывает снижение амплитуд

автоколебаний

при увеличении скорости зависимостью:

VVh

=−,

полученной методом Ван-дер-Поля, примененным к уравнению (2), причем при /VaBh

амплитуды уменьшаются до нуля. Это не совсем точно отражает действительность, однако

более рациональной формы уравнения до сих пор не предложено. Оно было лишь усовер-

шенствовано Л. К. Кучмой.

А. П. Соколовским был выявлен член

ry , выражающий зависимость силы резания от

радиальных колебаний и влияющий на обобщенную (приведенную) жесткость, что, в свою

очередь, вносит поправку к частоте колебаний. Впрочем, этот фактор оказывается слабо

влияющим, так что частоты при резании близки к собственным [4–7].

Уравнение А. П. Соколовского было первой попыткой анализа вибраций, основанной

на феноменологическом описании силы

резания, не вдаваясь в физическую сущность про-

цесса, а лишь отражая его основные эмпирические закономерности. Несмотря на то, что точ-

ных аналитических зависимостей при резании вообще очень мало и приходится пользоваться

эмпирическими формулами, все же можно признать, что объяснение явления с помощью

возможно более простых и ясных частных эмпирических зависимостей вносит

существенное

развитие в понимание исследуемого вопроса. Так, в работе А. И. Каширина [4] изменение

суммарной силы резания представлено как сумма частных изменений усилия из-за действия

какого-либо одного физически ясного фактора: изменения силы трения стружки о резец, из-

менения углов резца, изменения мгновенного сечения, мгновенных режимов и т. д. Все

это

позволяет существенно улучшить анализ явления.

В этом направлении значительный вклад внес И. И. Ильницкий [7]. Он развил пред-

ставление об автоколебательном характере вибраций и провел обстоятельный теоретический

анализ для обоснования следующего предположения (выдвинутого А.П. Соколовским): ос-

новной причиной автоколебаний при резании является разница работ радиальной силы при

врезании и отталкивании

инструмента. Для этой цели был выполнен весьма трудоемкий и ак-

куратный расчет, подтверждающий исходную посылку – работа при врезании действительно

не равна работе при отталкивании инструмента в колебательном движении. С одной сторо-

ны, это выявляет первопричину вибраций. Но поставим вопрос иначе, от противного. Пред-

положим, что полная работа радиальной силы за

период равна нулю. Из этого следует, что

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

227

имеет место либо состояние покоя, либо установившиеся колебания с постоянной амплиту-

дой. То есть разница работ свидетельствует о нарастании или затухании колебаний, но не об

их происхождении, поскольку неизвестны причины этой разницы.

В связи с этим А. И. Кашириным ранее [4] было введено понятие первичного возму-

щения вибраций, происходящего из-за переработки

поступающей энергии в энергию колеба-

ний. Это явление обусловлено зависимостью силы трения о резец срезаемого металла и на-

звано им «отрицательным трением». Подобное явление имеет место в таких известных авто-

колебательных системах, как ленточный тормоз или маятник Фруда, которые после выведе-

ния их из состояния покоя совершают незатухающие колебания. Основная

причина таких

автоколебаний – наличие локального минимума в зависимости силы трения от скорости.

Проведенные эксперименты [4] показали, что вибрации при резании действительно наблю-

дались лишь в пределах спадающей ветви этой характеристики или вблизи нее.

В работе [7] И. И. Ильницкий, однако, не учитывает это явление и объясняет первич-

ное возмущение вибраций любыми случайными воздействиями

. В дальнейшем вибрации не

затухают, т. к. имеет место вторичное возмущение, вызванное волнами на поверхности от

предыдущих переходов («точение по следу»), причем на это указывается в работах [4–7].

Заметим, что не все исследователи поддержали автоколебательную природу вибраций.

Так, В. Л. Вейц [8] считает, что в идеальной системе при любых режимах резец будет

нахо-

диться в равновесии под действием силы резания и сил реакции, и только случайные воздей-

ствия могут вывести его из этого состояния. Однако представление о вибрациях как об авто-

колебаниях все же укрепилось. В этой связи можно отметить работы В. А. Кудинова [9],

М. Е. Эльясберга [10] и других авторов.

Начиная с 1960-х

гг. в исследовании колебаний при резании наблюдается поворот

в сторону исследования динамики станков, т. е.

объект интереса переносится с физического

процесса на техническую систему

. Динамика станков становится подразделом более общей

научной дисциплины – динамики машин. Происходит постепенный отказ от изучения физи-

ческой сущности динамики процесса резания и сосредоточение внимания на проработке во-

просов проектирования станков с учетом динамических критериев. Задача, носящая изна-

чально чисто прикладной характер – обеспечение рациональных условий обработки, во мно-

гом превращается из

научно-исследовательской в конструкторскую. Исследования, направ-

ленные на разработку рациональной технологии, переходят в исследования, направленные на

проектирование рациональных конструкций станков, обеспечивающих благоприятный ди-

намический режим работы (в связи с этим возникает понятие динамического качества стан-

ков). Этот сдвиг в изучении вибраций при резании нигде не упоминается, но изменение даже

самих названий

научных трудов (можно сравнить [2–6] с [8–13]) свидетельствует о произо-

шедшем повороте в исследованиях.

В классических трудах С. С. Кедрова [11], М. Л. Орликова [12] процесс резания явля-

ется уже второстепенным явлением, а основное внимание сосредоточено на конструкции

станка с точки зрения протекающих динамических процессов. Рассматриваются гармониче-

ские возмущающие силы, возникающие от неуравновешенности вращающихся

деталей,

а иногда и без объяснения их происхождения. При изучении указанных трудов можно заме-

тить, что технологическим вопросам практически не уделяется внимания, поскольку работы

рассчитаны на проектировщиков станков. По мнению автора, такой подход имеет коренной

недостаток, состоящий в том, что отчасти пренебрегается именно той уникальной особенно-

стью металлорежущих станков, благодаря которым

они являются совершенно особой груп-

пой машин, – процессом резания. В результате динамика станков становится подразделом

динамики машин, разрабатывающая и углубляющая частные вопросы, связанные с особен-

ностями

конструкции станков. Значительное влияние приобретает схематизация в исследо-

ваниях, берущая начало, вероятно, с В. А. Кудинова.

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

228

То направление, в котором пошло развитие динамики станков, в некоторой мере от-

страняется от терминологии классической теории колебаний и насыщается узкоспециальны-

ми терминами, пригодными для конструкторов-проектировщиков станков, но иногда мало-

понятными для изучавших теорию колебаний, однако не знакомых с частными вопросами

расчета и проектирования станков. Это явление присуще не только

терминологии, но и ме-

тодам изучения, что приводит к большей обособленности динамики станков.

Основные достижения в исследовании колебаний при резании, по мнению автора, от-

носятся ко времени до 1950-х гг. В последние полвека в этом направлении не наблюдается

мощных научных идей, способных продвинуть понимание динамических процессов на но-

вый уровень.

Такое впечатление складывается при сравнении научных работ середины и по-

следней трети ХХ века. Тем не менее, указанные работы последних десятилетий все же не-

обходимо признать большим вкладом в развитие динамики станков и методом их проектиро-

вания с учетом динамических критериев.

В каком направлении пойдет развитие теоретических исследований рассматриваемого

вопроса в

ХХI веке? В настоящее время уже можно выделить несколько направлений. Ос-

новное из них – полный отказ от физического объяснения вибраций и уход в «имитационное

моделирование» с упованием на готовые компьютерные программы. Этот подход можно на-

звать пользовательским, поскольку предполагает только использование готовых математиче-

ских моделей (к слову, самому пользователю неизвестных)

для решения конкретной при-

кладной задачи. Например, подбор рациональных конструкций деталей для обеспечения виб-

роустойчивости, вычисление амплитуд или частот для уже известной конструкции и т. п. Не-

трудно заметить, что фактически он означает сворачивание научных исследований и приме-

нение уже известных и разработанных методов для решения частных задач динамики стан-

ков

. Естественно, что при таком подходе ни о каком развитии научной дисциплины речь не

идет. Это напоминает накопление базы данных для разных вариантов конструкций, нагрузок

и т. д.

Экспериментальные исследования в данном случае становятся инструментом под-

тверждения и оправдания применения готовых компьютерных программ, в чем можно убе-

диться на большинстве защищаемых

диссертаций и публикуемых работ, выполненных

в этом направлении.

Собственно аналитические исследования почти не ведутся, т.к. для их выполнения

необходимо иметь разностороннюю математическую подготовку. В основе сего явления

также лежит пользовательское отношение к науке, что противоречит самому ее духу.

Необходимо отметить, что три указанные тенденции характерны не только для иссле-

дования

динамики станков или процесса резания, но и для других дисциплин, причем в раз-

ных странах, что позволяет сформулировать общемировой характер этих явлений в науке.

Фактически свершившийся фундаментальный сдвиг в научном знании перевел традицион-

ную науку в разновидность инновационной коммерческой деятельности. Однако не будем

углубляться в подробности и уходить в сторону

от рассматриваемого вопроса.

В последние годы все же можно выделить ряд работ, посвященных новым подходам

в исследовании динамики резания. К ним, прежде всего, можно отнести работы Ю. Г. Кабалди-

на, опубликованные в различных номерах «Вестника машиностроения» с 2001 по 2006 гг.,

выполненные с использованием методов нелинейной динамики, теории фракталов, вейвлет-

анализа и др

. Заслуживает безусловного внимания динамическая модель процесса резания

[14] с плавлением в зоне контакта инструмента с заготовкой, описываемая уравнениями На-

вье-Стокса. В работе [15] разработана математическая модель динамической устойчивости

системы резания в виде нелинейного осциллятора с разрывными характеристиками и полу-

чена карта динамической устойчивости при разных режимах резания. Однако принятая мо-

дель

периодичности силы резания от сколов элементов стружки, по мнению автора, несколько

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

229

снижает ценность результатов. Тем не менее, работы Ю. Г. Кабалдина заслуживают при-

стального внимания в силу аналитических методов исследования, способных к дальнейшему

развитию.

Необходимо также указать на то, что в 2008 г. была опубликована [16] разработанная

А. Л. Воронцовым, Н. М. Султан-Заде, А. Ю. Албагачиевым новая теория резания, находя-

щаяся в соответствии

с теоретическим аппаратом механики деформируемого твердого тела,

в частности теории пластичности и механики разрушения. Примечательно, что она была раз-

работана не резальщиками, а специалистами в области ОМД. Новая теория, возможно, спо-

собна пролить свет на некоторые вопросы динамики процесса резания, исходя из его физи-

ческой сущности.

ВЫВОДЫ

Вибрации при резании

можно разделить на две группы:

– возникающие вследствие физических особенностей процесса резания (автоколебания);

– вынужденные колебания, обусловленные конструктивными особенностями и по-

грешностями станка.

В исследование вибраций при резании исторически выделяются два основных этапа:

– изучение вибраций как физического процесса (до 1960-х гг.);

– изучение динамики станков как технической системы для реализации этого

процесса

(с 1960-х гг.).

В связи с этим можно указать на постепенный отход от исследования вибраций в духе

физического объяснения в сторону их феноменологического описания и схематизации при

проектировании станков.

ЛИТЕРАТУРА

1. Резников Н. И. Теория резания металлов / Н. И. Резников. – М., 1935. – 150 с.

2. Штейнберг В. С. Исследование вибраций при токарной обработке металлов / В. С. Штейнберг //

Вестник металлопромышленности. – 1936. – № 12–13. – С. 83–87.

3. Дроздов Н. А. К вопросу о вибрациях при токарной обработке / Н. А. Дроздов // Станки и инстру-

мент. – 1937. – С. 10–17.

4. Каширин А. И. Исследование

вибраций при резании металла / А. И. Каширин. – М.–Л. : Изд-во АН СССР,

1944. – 133 с.

5. Соколовский А. П. Вибрации при работе на металлорежущих станках / А. П. Соколовский // Исслед.

колебаний металлорежущих станков при резании металлов : сб. тр. – М. : Машгиз, 1958. – 120 с.

6. Жесткость, точность и вибрации при механической обработке / под ред. В. А

. Скрагана. – М.–Л. :

Машгиз, 1956. – 194 с.

7. Ильницкий И. И. Колебания в металлорежущих станках и пути их устранения / И. И. Ильницкий. –

М.-Свердловск : Машгиз, 1958. – 144 с.

8. Вейц В. Л. Вынужденные колебания в металлорежущих станках / В. А. Вейц, В. К. Дондошанский,

В. И. Чиряев. – М.-Л. : Машгиз. – 1959. – 288 с.

9. Кудинов В. А. Динамика станков

/ В. А. Кудинов. – М. : Машиностроение, 1967. – 359 с.

10. Эльясберг М. Е. Автоколебания металлорежущих станков : теория и практика / М. Е. Эльясберг. –

Спб : ОКБС, 1993. – 180 с.

11. Кедров С. С. Колебания металлорежущих станков / С. С. Кедров. – М. : Машиностроение,

1978. – 200 с.

12. Орликов М. Л. Динамика станков : учебное пособие / М. Л. Орликов. – К. : Выща шк., 1989. – 268 с.

13. Копелев

Ю. Ф. Параметрические колебания станков / Ю. Ф. Копелев // Металлорежущие станки :

респ. межвед. науч.-техн. сб. – К., 1984. – Вып. 12. – С. 3–8.

14. Кабалдин Ю. Г. Динамическая модель процесса резания / Ю. Г. Кабалдин, А. А. Бурков, М. В. Семи-

братова, А. А. Александров // Вестник машиностроения. – 2001. – № 8. – С. 33–38.

15. Кабалдин Ю. Г. Математическое моделирование динамической устойчивости

системы резания

в виде нелинейного осциллятора с разрывными характеристиками / Ю. Г. Кабалдин, С. В. Биленко, П. А. Саб-

лин // Вестник машиностроения. – 2006. – № 10. – С. 35–43.

16. Воронцов А. Л. Разработка новой теории резания / А. Л. Воронцов, Н. М. Султан-Заде, А. Ю. Алба-

гачиев // Вестник машиностроения. – 2008. – №№ 1–10.

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ДГМА № 1 (6Е), 2010

294

КЛАСТЕРЫ: СУЩНОСТЬ ПОНЯТИЯ, ОСНОВНЫЕ ТИПЫ

Дмитриченко И. А.

Дан анализ понятия «кластеры», предложен подход, на основе которого проведена их

классификация. Данный подход предполагает в качестве критерия классификации соответст-

вие кластеров технологическим укладам, которые различаются по уровню своего развития.

Основываясь на проведенном в статье анализе определений понятия «кластер», данных раз-

личными исследователями, выделен ряд основных элементов, позволяющих провести спе-

цификацию кластеров. При анализе данного понятия необходимо применять генетический

подход, предполагающий анализ данного явления с учетом его соотнесенности с технологи-

ческими укладами, которые различаются по уровню развития. С учетом данного подхода

следует, выделить два основных типа кластеров: индустриально- (промышленно) иерархиче-

ский и инновационно-сетевой кластеры.

Надано аналіз поняття «кластери», запропоновано підхід, на основі якого проведена їх

класифікація. Даний підхід передбачає в якості критерію класифікації відповідність класте-

рів технологічним укладам, які різняться за рівнем свого розвитку. Ґрунтуючись на проведе-

ному у статті аналізі визначень поняття «кластер», даних різними дослідниками, автор виді-

ляє ряд основних елементів, що дозволяють провести специфікацію кластерів. При аналізі

цього поняття необхідно застосовувати генетичний підхід, який передбачає аналіз даного

явища з урахуванням його співвіднесеності з технологічними устроями, які різняться за рів-

нем розвитку. З урахуванням даного підходу слід, виділити два основних типи кластерів: ін-

дустріально- (промислово) ієрархічний та інноваційно-мережевий кластери.

The analysis of the concept of «clusters», and an approach based on which place their classi-

fications are proposed. This approach suggests as a criterion for classification match clusters tech-

nological structures, which differ in their levels of development. Based on the analysis carried out

in the article, the definitions of «cluster» data by various researchers, the author identifies several

key elements that permit a specification of the clusters. In the analysis of this concept must be ap-

plied a genetic approach involving the analysis of this phenomenon, given its correlation with the

technological structures, which differ in the level of development. This approach helps to allocate

two basic types of clusters: industrial (industrial), hierarchical and network innovation clusters.

Дмитриченко И. А. ассистент кафедры Финансы ДГМА

fins@dgma.donetsk.ua

ДГМА – Донбасская государственная машиностроительная академия, г. Краматорск