Супер-подшипники и дом с солнечным отоплением: новые разработки саратовских ученых

Новейшие разработки, над которыми трудятся преподаватели и студенты Саратовского технического университета, затрагивают наиболее насущные вопросы современной жизни, от инноваций в производстве до вопросов экологии и энергосбережения.

Эти работы отвечают всем требованиям национального проекта «Наука», одним из важнейших целевых показателей которого является количество созданных отечественных технологий с использованием результатов исследований и разработок, востребованных в реальном секторе экономики.

Подшипник: знакомый и незнакомый

Одна из новинок, уже дошедшая до массового производства — инновационная технология изготовления упорных шариковых подшипников качения. Работу над ней вели специалисты кафедры «Технологии машиностроения» под руководством заведующего кафедрой, доктора технических наук профессора Альберта Королева.

Конструкция новых подшипников, предложенная специалистами технического университета, аналогов в мире пока не имеет. Основная особенность — в технологии, в которой выполнены их кольца. Разработчики предлагают изготавливать их методом навивки из обработанного до нужной твердости мелкоразмерного проката, проще говоря — тонкой металлической ленты. Витки ее колец закрепляются сваркой и запрессовываются в полиамидный кожух. Благодаря этому дорожки качения подшипника получают волокнистую структуру, что и обеспечивает ему повышенную прочность.

Значимость этой разработки очень велика. Подшипников в РФ выпускается много и заводы-производители постоянно предлагают новые модели повышенной износостойкости. Но технологии производства начинают устаревать. Необходимость разработки и внедрения инновационных технологий стоит крайне остро. Как показали испытания, по эксплуатационным показателям разработанные в СГТУ превосходят лучшие мировые аналоги. Сокращаются и затраты на изготовление. Несколько десятков технологических операций заменяются на 4 новых.

Технологию уже взяло на вооружение ООО «Рефмашпром», предприятие много лет сотрудничает с СГТУ, на его базе проходят практику студенты и отрабатываются новые технологии производства. Подшипники — основная продукция «Рефмашпрома», компания выпускает подшипник для нужд автопрома, автомобилей семейства ВАЗ.

На базе предприятия учеными СГТУ было организовано сначала опытное производство и тестирование продукции. Сейчас для массового выпуска подшипников по новой технологии «Рефмашпром» разработал отдельную производственную линию. Она находится в стадии опытно-экспериментальной эксплуатации.

Для обработки шаров в подшипников в СГТУ была тоже создана своя технология, позволяющая получить детали не только прочные, но и легкие. Сама по себе идея применить для подшипника пустотелый шар не нова, такие комплектующие широко используют в современных устройствах там, где крайне важен вес готовой конструкции, например в авиапромышленности. Снижение веса такой небольшой детали как шарик подшипника на выходе дает огромную экономию в весе. Так, британский самолет вертикального взлета «Харриер», как уверяет его производитель, благодаря таким подшипником стал легче на 400 фунтов (около 181 кг). Пустотелые шарики для подшипников могут воспринимать гораздо большую рабочую нагрузку, чем цельные. Но изготовление их требует высокой точности. Свою технологию, которая ее обеспечивает, предлагает СГТУ.

Разработкой занимались специалисты кафедры «Технология и системы управления в машиностроении». Они предложили комплексную технологию обработки точных сферических поверхностей пониженной жесткости.

Разработчики предложили обрабатывать шарики небольшими партиями при помощи уже имеющегося металлообрабатывающего оборудования, которое применяют для деталей различной конфигурации. Все, что требуется для применения новой технологии, это немного доработать сами станки. Новая технология позволяет производить полые шарики в условиях серийного производства. На нее получены патенты на изобретения и полезные модели.

Дом, питаемый солнцем

Путь изобретения от лаборатории до реализации на практике — очень велик. Но уже сейчас проекты специалистов СГТУ привлекают внимание. Одна из наиболее интересных разработок в плане энергосбережения и зеленых технологий — это энергоэффективный дом. Пока здание с нулевым балансом энергопотребления существует в виде макета. Проект дома стал победителем конкурса «Проектное обучение» 2020 года. По его условиям, студенты проходят полный цикл подготовки проекта, от концепции до рабочих чертежей.

Разработка получилась уникальной. Дом отличает полностью автономная энергосистема, основанная на расположенных по фасаду здания солнечных коллекторах, которые должны обеспечивать его теплом. Учли разработчики и общую для современных городов проблему — дефицит парковочных мест, для дома предусмотрен подземный трехуровневый паркинг.

Как пояснила архитектор проекта Антонина Люкова, коллектор и инженерные коммуникации дома были разработаны совместно со специалистами кафедры теплогазоснабжения. Также был создан специальный макет здания, который испытывали в аэродинамической трубе. Отдельно прорабатывалась экономическая часть проекта: надо было выяснить, насколько подобные дома выгодно строить. Согласно выводам молодых изобретателей, окупиться оборудование энергоэффективного здания должно за 10 лет.

Напомним, что согласно целям нацпроекта «Наука» результаты саратовских исследований и разработок должны быть внедрены в экономику и соцсферу. По объему НИОКР в сфере высшего образования Россия должна к 2024 году занять 15 место в мире, и ученые СГТУ вносят значимый вклад в достижение этих показателей.

Кроме того, начиная с 2022 года в рамках нацпроекта саратовские вузы и научные организации смогут претендовать на грантовую поддержку от государства на разработку проектов, направленных на научно-техническое развитие страны. При распределении грантов будут учитываться новизна и значимость проекта, опыт и научные достижения его разработчиков.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.