vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2024-51-2-15-22vdgtu-1515Research ArticleЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКАENERGY AND ELECTRICAL ENGINEERINGТермоэлектрическое устройство для крепления деталей методом примораживания при их механической обработкеThermoelectric device for fastening parts by freezing during machiningЕвдуловО. В.EvdulovO. V.

Евдулов Олег Викторович, доктор технических наук, доцент, доцент кафедры теоретической и общей электротехники

367026, г. Махачкала, пр. И. Шамиля, 70

Oleg V. Evdulov, Dr. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Department of Theoretical and General Electrical Engineering

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

ole-ole-ole@rambler.ruЕвдуловД. В.EvdulovD. V.

Евдулов Денис Викторович, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры теоретической и общей электротехники

367026, г. Махачкала, пр. И. Шамиля, 70

Denis V. Evdulov, Cand. Sci. (Eng.), Senior lecturer, Department of Theoretical and General Electrical Engineering

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

evdulovdenis@yandex.ruГасановаС. Г.GasanovaS. G.

Гасанова Сарабика Гусеновна, аспирант кафедры теоретической и общей электротехники

367026, г. Махачкала, пр. И. Шамиля, 70

Sarabika G. Gasanova, Graduate Student, Department of Theoretical and General Electrical Engineering

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

ms.sarabike@mail.ruБадрудиноваЗ. М.-З.BadrudinovaZ. M.–Z.

Бадрудинова Заира Магомед-Загировна, аспирант кафедры теоретической и общей электротехники

367026, г. Махачкала, пр. И. Шамиля, 70

Zaira M.-Z., Badrudinova, Graduate Student, Department of Theoretical and General Electrical Engineering

70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026

badrudinova.zair@yandex.ruДагестанский государственный технический университетРоссияDaghestan State Technical UniversityRussian Federation2024240720245121522Copyright © Евдулов О.В., Евдулов Д.В., Гасанова С.Г., Бадрудинова З.М., 20242024Евдулов О.В., Евдулов Д.В., Гасанова С.Г., Бадрудинова З.М.Evdulov O.V., Evdulov D.V., Gasanova S.G., Badrudinova Z.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1515

Цель. Целью исследования является разработка конструкции термоэлектрического устройства для крепления деталей методом примораживания при их механической обработке, анализ его параметров и характеристик.Метод. Описана конструкция ТЭУ для крепления деталей методом примораживания при их механической обработке. В состав устройства входит сильноточная ТЭБ, выполненная на основе слоистых термоэлементов с улучшенными термомеханическими характеристиками. ТЭБ сопрягается с тепловыравнивающей керамической пластиной со стороны холодных спаев, а со стороны горячих спаев через подобную же керамическую пластину контактирует с системой теплосброса.Результат. Для обеспечения требуемого режима работы устройства в его составе может быть использована слоистая термоэлектрическая батарея, разработанная в НИИ «Полупроводниковые термоэлектрические приборы и устройства им. Т.А. Исмаилова», Дагестанский государственный технический университет.Вывод. Рабочий диапазон мощностей использованной ТЭБ находится в пределах 20-50 Вт при среднем перепаде температур между спаями 50 К, ток питания - 50-80 А при потребляемой мощности 50-160 Вт. Холодильный коэффициент изменяется в пределах от 0,1 до 0,45.

Objective. The purpose of the study is to develop the design of a thermoelectric device for fastening parts by freezing during machining, and to analyze its parameters and characteristics.Method. The design of a thermoelectric device for fastening parts using the freezing method during their machining is described. The device includes a high-current fuel cell, made on the basis of layered thermoelements with improved thermomechanical characteristics. The fuel cell is interfaced with a heat-equalizing ceramic plate on the side of the cold junctions, and on the side of the hot junctions, through a similar ceramic plate, it is in contact with the heat release system.Result. To ensure the required operating mode of the device, a layered thermoelectric battery developed at the Research Institute of Semiconductor Thermoelectric Devices and Devices can be used in its composition. T.A. Ismailov”, Dagestan State Technical University.Conclusion. The operating power range of the used fuel cell is in the range of 20-50 W with an average temperature difference between the junctions of 50 K, the supply current is 50-80 A with a power consumption of 50-160 W. The refrigeration coefficient varies from 0.1 to 0.45.

крепление деталеймеханическая обработкапримораживаниетермоэлектрическое устройствотермоэлектрическая батареясмазывающе-охлаждающая жидкостьхолодопроизводительностьсила электрического токаfastening of partsmechanical processingfreezingthermoelectric devicethermoelectric batterylubricant and cooling liquidcooling capacityelectric current strengthИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-29-00130, https://rscf.ru/project/23-29-00130/.The study was supported by the Russian Science Foundation grant No. 23-29-00130, https://rscf.ru/project/23-29-00130/.ReferencesАверьянов И.Н., Болотеин А.Н., Прокофьев М.А. Проектирование и расчет станочных и контрольноизмерительных приспособлений в курсовых и дипломных проектах. Рыбинск: РГАТА, 2010. 220 с.Averyanov I.N., Bolotein A.N., Prokofiev M.A. Design and calculation of machine tools and instrumentation in course and diploma projects. Rybinsk: RGATA, 2010; 220. (In Russ)Гузеев В.И., Буторин Г.И., Шамин В.Ю. Теоретические основы базирования деталей и расчета размерных цепей при механической обработке. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2013. 82 c.Guzeev V.I., Butorin G.I., Shamin V.Yu. Theoretical foundations of basing parts and calculating dimensional chains during machining. Chelyabinsk: SUSU Publishing Center, 2013; 82. (In Russ)Галкин М.Г., Коновалова И.В., Смагин А.С. Проектирование процесса механической обработки корпусных деталей. Екатеринбург: УрГУ, 2018. 200 с.Galkin M.G., Konovalova I.V., Smagin A.S. Design of the process of machining of body parts. Ekaterinburg: UrSU, 2018; 200. (In Russ)Зубарев Ю.М. Расчет и проектирование приспособлений в машиностроении: СПб.: Изд.Лань, 2015, 320 с.Zubarev Yu.M. Calculation and design of devices in mechanical engineering: St. Petersburg: Lan Publishing House, 2015; 320. (In Russ)Исмаилов Т.А., Вердиев М.Г., Евдулов О.В. Применение полупроводниковых термоэлектрических устройств для крепления деталей методом примораживания//Холодильная техника. 2006. № 10. С. 22-24.Ismailov T.A., Verdiev M.G., Evdulov. Application of semiconductor thermoelectric devices for fastening parts using the freezing method. Refrigeration equipment. 2006;10:22-24. (In Russ)Абоуеллаиль А.А., Чан Ц., Солдатов А.И., Солдатов А.А., Костина М.А., Борталевич С.И., Солдатов Д.А. Лабораторное обоснование термоэлектрического метода контроля переходного сопротивления контактов // Дефектоскопия. 2022. № 12. С. 70-78.Abouellail A.A., Chan Ts., Soldatov A.I., Soldatov A.A., Kostina M.A., Bortalevich S.I., Soldatov D.A. Laborary substantiation of the thermoelectric method for monitoring the contact resistance.Defectoscopy. 2022.; 12:.70-78.Васильев Е.Н. Моделирование теплопередачи в устройстве подвода теплоты термоэлектрического блока охлаждения // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2023. т. 16, № 1. С. 82-91.Vasiliev E.N. Modeling of heat transfer in the heat supply device of a thermoelectric cooling unit. Journal of the Siberian Federal University. Series: Equipment and technology. 2023. vol. 16, no. 1. pp. 82-91..Евдулов О.В., Магомедова С.Г., Миспахов И.Ш., Набиев Н.А., Насрулаев А.М. Термоэлектрическая система для извлечения инородных объектов из тела человека // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2019. т. 46, № 1. С. 32-41.Evdulov O.V., Magomedova S.G., Mispakhov I.Sh., Nabiev N.A., Nasrulaev A.M. Thermoelectric system for removing foreign objects from the human body. Herald of the Dagestan State Technical University. Technical Sciences. 2019; 46(1):32-41 (In Russ)Goldsmid H.J. Thermoelectric refrigeration, New York: Springer, 2013. 240 p.Goldsmid H.J. Thermoelectric refrigeration, New York: Springer, 2013;. 240.Finn P.-A., Asker C., Wan K., Bilotti E., Fenwick O., Nielsen C.-B. Thermoelectric materials: current status and future challenges // Frontiers in electronic materials. 2021. Vol. 1. P.1-13.Finn P.-A., Asker C., Wan K., Bilotti E., Fenwick O., Nielsen C.-B. Thermoelectric materials: current status and future challenges. Frontiers in electronic materials. 2021; 1:1-13.Shi X.-L. J., Zou J., Chen Z.-G. Advanced thermoelectric design: from materials and structures to devices // Chemical reviews. 2020. Vol. 15. P.7399-515.Shi X.-L. J., Zou J., Chen Z.-G. Advanced thermoelectric design: from materials and structures to devices. Chemical reviews. 2020; 15:7399-515.Snyder G.J., LeBlanc S., Crane D. Distributed and localized cooling with thermoelectrics, [et al.] // Future energy. 2021. Vol. 5. P. 748-51.Snyder G.J., LeBlanc S., Crane D. Distributed and localized cooling with thermoelectrics, [et al.] Future en-ergy. 2021; 5: 748-51.Vasil'ev E.N. The effect of thermal resistances on the coefficient of performance of a thermoelectric cooling system // Technical Physics. 2021. Vol. 66. P. 720-724.Vasil'ev E.N. The effect of thermal resistances on the coefficient of performance of a thermoelectric cooling system. Technical Physics. 2021; 66: 720-724.Kuzichkin O.R., Vasilyev G.S., Surzhik D.I. Method for modeling dynamic modes of nonlinear control system for thermoelectric modules. Advances in Dynamical Systems and Applications. 2020. т. 15, № 2. - P. 187-197.Kuzichkin O.R., Vasilyev G.S., Surzhik D.I. Method for modeling dynamic modes of nonlinear control system for thermoelectric modules. Advances in Dynamical Systems and Applications. 2020; 15(2):187-197.Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Евдулов Д.В., Вердиев М.Г. Проектирование сильноточных термоэлектрических батарей для холодильных установок средней мощности // Холодильная техника. 2009, №1.С.26-28.Ismailov T.A., Evdulov O.V., Evdulov D.V., Verdiev M.G. Design of high-current thermoelectric batteries for medium-power refrigeration units. Refrigeration equipment. 2009; 1:26-28. (In Russ)Евдулов О.В., Евдулов Д.В. Теоретические исследования термоэлектрического элемента слоистых конструкций // Термоэлектричество. 2015. № 2. С. 62-71.Evdulov O.V., Evdulov D.V. Theoretical studies of the thermoelectric element of layered structures. Thermoelectricity. 2015; 2: 62-71. (In Russ)Исамилов Т.А., Евдулов О.В., Евдулов Д.В. Математическая модель холодильной установки на базе слоистых термоэлектрических батарей с тепловыми термосифонами //Ползуновский вестник. 2010. №2. С. 15-20.Isamilov T.A., Evdulov O.V., Evdulov D.V. Mathematical model of a refrigeration unit based on layered thermoelectric batteries with thermal thermosiphons. Polzunovskiy vestnik. 2010; 2: 15-20. (In Russ)Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Магомадов Р.А.-М. Охлаждающие системы на базе сильноточных термоэлектрических полупроводниковых преобразователей. СПб.: Политехника, 2020. 285 с.Ismailov T.A., Evdulov O.V., Magomadov R.A.-M. Cooling systems based on high-current thermo-electric semiconductor converters. St. Petersburg: Politekhnika, 2020; 285. (In Russ)Исмаилов Т.А., Евдулов Д.В., Евдулов О.В. Системы отвода теплоты от элементов РЭА на базе плавящихся тепловых аккумуляторов // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2015. № 1 (36). С. 38-44.Ismailov T.A., Evdulov D.V., Evdulov O.V. Systems for removing heat from electronic elements based on melting heat accumulators. Herald of the Dagestan State Technical University. Technical Sciences. 2015; 36(1):38-44.Васильев Е.Н. Расчет и оптимизация теплообменников термоэлектрического блока охлаждения // Теплофизика и аэромеханика. 2022. т. 29, № 3. С.419-430.Vasiliev E.N. Calculation and optimization of heat exchangers of a thermoelectric cooling unit. Thermal physics and aeromechanics. 2022; 29(3): 419-430. (In Russ)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.