WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

Из уравнения (12)определяется деформация зубчатогозацепления xзз и её перваяпроизводная, которые используются прирешении системы уравнений (9) и (10)численными методами. Результатом решенияявляются текущие значениярадиальных колебаний x1,x2 шестерен насоса вдоль межосевойлинии, а также их производные, т.е. текущиезначения их виброскорости ивиброускорения. Решение диагностическоймодели технического состоянияшестеренного насоса производилось в средематематического пакета MATLAB с расширениемSimulink. Для обработки и анализа решенийиспользовался инструмент SPTool, входящий всостав этого математического пакетаMATLAB.

На рис.31 приведены расчетныеамплитуды спектрограмм виброускорения начастоте вращения ведущей шестерни (16 Гц), начастоте перезацепления зубьев (125 Гц) и начастоте 1000 Гц, характеризующей собственнуючастоту установки шестерен вподшипниковых опорах, полученных врезультате решения представленнойдиагностической модели дляэкспериментального шестеренного насоса, всравнении с экспериментальными данными(рис. 28).

На рис.31, штриховой линиейобозначены расчетные спектрограммы иэкспериментальные данные для вариантасборки насоса, работающего в условияхраскрытия контакта зубьев шестерен;сплошной линией обозначены расчетныеспектрограммы и экспериментальные данныедля варианта сборки насоса, работающего вусловиях увеличение момента сил трения впаре «торцы зубьев шестерен – подпятник».

Сравнение полученныхтеоретических результатов сэкспериментальными данными показыветсоответствие представленнойдиагностической модели шестеренногонасоса, т.е. прогнозируемыедиагностические признаки его техническогосостояния, подтверждены экспериментальнона примере конкретных вариантов сборокэкспериментального насоса, и их можнорекомендовать для всех видов шестеренныхнасосов. Кроме того, контрольдиагностических признаков техническогосостояния шестеренных насосов возможноосуществлять не только на стадии ихпроизводства, но и на стадии эксплуатации.Для этого необходимо, чтобы системадиагностики осуществляла непрерывныйвибромониторинг, который долженотслеживать вспектрограммах вибросостояния корпуса насосаследующие параметры: резкое увеличениеамплитудных составляющих на частотевращения вала ведущей шестерни (и кратнымей частотам); резкоеувеличениеамплитудных составляющих на частоте перезацеплениязубьев шестерен (и кратнымей частотам); резкоеувеличение «шумовой» компоненты начастотах, характеризующие собственные частотыустановки шестерен в подшипниковыхопорах.

На основе полученных вработе результатов была разработанасистема контроля и диагностированияшестеренных насосов авиационного назначения настадии производства, позволяющая оцениватьих техническое состояние без разборки, икоторая апробирована иадаптирована к существующим стендамприемо-сдаточных испытаний (рис. 32).

В шестой главе обобщены результаты проведенныхисследований и предложен общийалгоритм оценки технического состоянияагрегатов. Схема алгоритма представленана рис. 33,важнейшим элементом которого являетсявыявление основных критических параметровПi, влияющие натехническое состояние агрегата внаибольшей степени, и диагностическихпризнаков их проявления. Предложенныйпорядок анализа технического состоянияагрегатов позволяет целенаправленноподойти к формированию для нихназначенного ресурса.

В конце диссертацииформулируются основные результаты и общиевыводы по работе, приводится списокиспользованной литературы. В Приложенииприведен Акто внедрении системы контроля и диагностикитехнического состояния шестеренныхнасосов систем топпливопитания авиационныхдвигателей на ОАО«ОМСКАГРЕГАТ» (г. Омск)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИВЫВОДЫ

1. На основевекторно-вероятностного представленияпогрешностей изготовления и монтажадеталей выявлены общие закономерности ихфактического взаимного положения всобранном агрегате. Показано, чтопогрешности изготовления, в пределах полейдопусков, и монтажа деталей и узловагрегата создают предпосылки дляпоявления дополнительных нагрузок, неучитываемые в существующих прочностныхрасчетах.

2. Для шестеренныхнасосов установлена взаимосвязь ипроведена количественная оценка влиянияфактического взаимного положения составляющих деталей и узлов в собранном виде на ихсиловое взаимодействие с учетомособенностиконструкции и условий их работы; выявленыновые факторы, которые вызывают появлениенерасчетных дополнительных нагрузок надетали насоса.

3. Для шестеренныхнасосов, собранных из деталейизготовленных в пределах полейдопусков, установлены возможные ихсочетания погрешностей изготовления и монтажа,которые приводят к условиям работы насосас раскрытием контакта зубьев шестерен, т.е.коэффициентперекрытия зубчатого зацепления шестереннасоса на части оборота может быть меньшеединицы; на основе кинематическогоконтроля разработан метод, позволяющийвыявить указанные возможные сочетания погрешностейизготовления и монтажа деталейагрегата. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено,что составляющая кинематической погрешности начастоте перезацепления зубьев шестеренявляется достоверной характеристикой положениярабочих осей шестерен зубчатогозацепления и может являтьсядиагностическим признаком отсева шестеренныхнасосов, варианты сборок которых имеют предпосылкивозникновения у них преждевременных отказов.

Экспериментальноподтверждено, что увеличение уровнявибрации корпуса насоса на частотеперезацепления зубьев шестеренсоответствует увеличению величиныкинематической погрешности зубчатогозацепления насоса на этой же частоте, т.е.конкретный и измеренный уровень вибрациикорпуса шестеренных насосов можноиспользовать для количественной оценкивеличины кинематической погрешностишестерен.

4. Впервые выполненанализ работы цилиндрической зубчатойпередачи при коэффициенте перекрытияменее единицы и проведена количественнаяоценка нагрузок на зубья для шестереннасоса. Показано, на примере шестеренныхнасосов системы топливопитанияавиационных двигателей, что ростконтактных напряжений на зубья шестеренрассматриваемого в работе в качествепримера насоса по сравнению с расчетнымидостигает до 10% и приводит к повышенномуизносу зубьев и преждевременным отказамнасоса в целом.

5. Показано, что привозможных и допустимых монтажныхзначениях углов перекоса шестерен насоса,возможно значительное увеличение моментасил трения в паре трения «торцы зубьевшестерен –подпятник», что приводит к интенсивномуизносу подпятников. Произведенаколичественная оценка увеличения этогомомента сил трения в паре трения «торцызубья шестерен – подпятник» для рассматриваемого вработе шестеренного насоса; показано, чтоэто увеличение достигает до 50 раз.

6. Показано, чтовеличина момента сил трения в паре трения«торцы зубьев шестерен – подпятник», привозможных и допустимых монтажныхзначениях углов перекоса шестерен насоса,можетпревышать номинальный крутящий момент,действующий на валу ведущей шестернинасоса, что приводит к увеличениюмомента сил сопротивления на вал ведущейшестерни. В результате, суммарный момент силсопротивления, возникающий на валу ведущейшестерни, в зависимости от сочетания допустимыхпогрешностей изготовления и монтажа, можетпревышатьего прочностные возможности. Произведенаколичественная оценка увеличения моментасил сопротивления на ведущем валушестеренного насоса, которое можетдостигать до 5-10 раз, что приводит к срезувала ведущейшестерни.

7. Проведен анализ работы разгрузочныхустройств шестеренных насосов,выполненных в виде разгрузочных канавок.Впервые показано, что приустановленных в работе сочетаниях сбороки режимов работы шестеренного насоса,работаразгрузочных канавок становитсянеэффективной, т.е. сброса давления рабочейжидкости в межзубном пространстве приперезацеплении зубьев шестерен непроисходит.В этом случае происходит увеличениерадиальной нагрузки на подшипниковые опорышестеренного насоса до 20%, что создаетпредпосылки падения ресурса агрегата покритерию долговечности подшипниковых опор до 3раз.

8. На основе анализафактического нагруженного состояниядеталей и узлов шестеренныхнасосов, выявлены причинывозникновения типовых отказов, что позволяет прогнозировать ресурс его работы в целом. Количественная оценка фактического нагруженногосостояния составляющих деталей позволила объяснить причинуразброса ресурса шестеренныхнасосов системы топливопитанияавиационных двигателейагрегатов до 8-10 раз.

Полученные результатымогут быть распространены для оценки нагруженного состояния деталей и узловна все виды и типоразмерышестеренных насосов.

9. Проведеныэкспериментальные исследованияконкретных вариантов сборокэкспериментального шестеренного насоса, которыеподтвердили основные теоретические положения ипозволили обосновать возможность икритерии отсева агрегатов,имеющие предпосылкивозникновения у них преждевременныхотказов, на стадии производства без ихразборки.

10. Полученныерезультаты позволили предложитьконкретные диагностические признаки, позволяющие без разборкишестеренных насосов на стадиипроизводства, обеспечить отсев агрегатов,варианты сборок которых имеют предпосылкивозникновения основных отказов.

Диагностическиепризнаки проявления основных отказов дляшестеренныхнасосов подтвержденыэкспериментально на примере конкретныхвариантов сборок экспериментальногонасоса. Врезультате проведенных экспериментоввыявлены варианты сборокэкспериментального насоса, имеющиепредпосылки возникновения у негопреждевременных отказов, без егоразборки.

11. Разработана диагностическуюмодель технического состоянияшестеренныхнасосов, которая отражает условияпоявления у них основных отказов. Модель позволяетучитывать погрешности изготовления,монтажа ифактического взаимного положения деталейв собранном виде, а также условия работышестеренных насосов при различныхрежимах.

Прогнозируемыедиагностические признаки техническогосостояния шестеренных насосов, полученные врезультате решения диагностической модели,подтверждены экспериментально на примереконкретных вариантов сборокэкспериментального насоса.

12. Рассмотренныедиагностические признаки техническогосостояния можно рекомендовать для всех видовшестеренных насосов, а их контрольосуществлять не только на стадиипроизводства, но и на стадииэксплуатации агрегатов.

13. Теоретические иэкспериментальные исследования легли воснову системы контроля идиагностирования шестеренных насосовсистемы топливопитания авиационныхдвигателей на примере агрегатов 760Б и 4001,позволяющие без их разборки на стадиипроизводства, обеспечить отсев агрегатов,варианты сборок которых имеют предпосылкивозникновения основных отказов. Системаконтроля и диагностирования адаптированак конкретным производственным условиямприемо-сдаточных испытаний сиспользованием методов контролявибрационного состояния корпуса ипотребляемой мощности приводногоэлектродвигателя для испытуемыхагрегатов.

14. Предложен общийалгоритм оценки технического состоянияагрегатов с учетом реального положения ифактического нагруженного состояниясоставляющих их деталей и узлов всобранном виде, который позволяетцеленаправленно подойти к формированиюдля них назначенного ресурса.

15. Результаты работыапробированы и внедрены на ОАО«ОМСКАГРЕГАТ» (г. Омск), что позволилообосновать увеличение назначенногоресурса для агрегата 760Б с 4000 до 16000часов.

Вышеизложенноепозволяет заключить, что в диссертацииосуществлено решение важнойнаучно-технической проблемы, имеющейактуальное народохозяйственное значение иносящее межотраслевой характер,заключающееся в установлении общихзакономерностей силового взаимодействиядеталей и узлов с учетом погрешностей ихизготовления и реального взаимногоположения в собранном агрегате, повышениидостоверности расчетов их нагруженногосостояния, оценки технического состоянияагрегата без его разборки на стадиипроизводства, что позволяет разработатьцеленаправленные мероприятия поформированию и обеспечению егоназначенного ресурса.

Основное содержаниедиссертации отражено в следующихработах:

1. Штриплинг, Л.О. Учетвлияния динамики привода на прочностнойрасчет зубчатой передачи. /Л.О. Штриплинг, И.П. Аистов, Л.Г.Стишенко.// Механикапроцессов и машин: Сб. науч. тр.: В 2-хкн.–Омск: Изд-во ОмГТУ, 1996. – Кн. 2. ­– С. 28-32.

2. Аистов, И.П. Обобщеннаямодель шестеренного насоса для решениязадач диагностирования. / И.П. Аистов, С.А.Морев. // Проблемы механики современныхмашин: Материалы международнойконференции. –Улан-Удэ: ВСГТУ, 2000. – Т.2. – С.16-17.

3. Аистов, И.П.Математическая модель шестеренного насосадля решения задач диагностирования. / И.П.Аистов. // Динамика машин и рабочихпроцессов: Сборник докладов наВсероссийской научно-техническойконференции. –Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2002. – С. 8-12.

4. Аистов, И.П.Обоснование выбора вибродиагностическогопризнака рабочего состояния шестеренныхнасосов. / И.П. Аистов, М.Х. Хейнсоо, В.Д.Смирнов. // Механика процессов и машин: Сб.науч. тр. –Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. – С. 40-44.

5. Аистов, И.П. Контролькачества шестеренных насосов. / И.П.Аистов. // Динамика систем,механизмов и машин: Мат. IV Междунар.науч.-техн.конф., посвященной 60-летию ОмГТУ.– Омск: Изд-воОмГТУ, 2002. – С.5-7.

6. Аистов, И.П. Описаниематематической модели шестеренного насосадля решения задач диагностирования. / И.П.Аистов. // Известия ВУЗов. Машиностроение.– 2002. – № 2-3. – С. 49-55.

7. Штриплинг, Л.О.Разработка системы контроля качествасборки и диагностирования состоянияшестеренных насосов авиационныхдвигателей. // Отчет по НИР (тема 10.01П). Гос.рег. № 01.2.00106846 (инв.02.20.0300422). / Л.О. Штрирлинг,И.П. Аистов, В.В.Аккерман и др. – Омск: ОмГТУ, 2002. – 96 с.

8.Аистов, И.П. Диагностирование рабочегосостояния шестеренного насоса во время егоэксплуатации. /И.П. Аистов. //Проблемы механики современных машин:Материалы второй международной конференции. – Улан-Удэ: ВСГТУ,2003. – Т. 2.– С.49-52.

9. Аистов, И.П. Контролькачества шестеренных насосов. / И.П. Аистов,И.Б. Чебакова, И.И. Посивенко. // Развитиеоборонно-промышленного комплекса насовременном этапе: Материалынаучно-технической конференции. – Омск: Омск.госуниверситет, 2003. – С. 25-26.

10. Аистов, И.П. Повышениекачества шестеренных насосовгидравлических приводов навесногооборудования строительных машин. / И.П.Аистов, И.И. Посивенко. //Дорожно-транспортный комплекс, экономика,экология, строительство и архитектура:Материалы Междунар. науч.-практ. конф. 21-23мая 2003 г. –Омск: Изд-во СИБАДИ, 2003. – С.223-225.

11. Штриплинг, Л.О.Оценка качества сборки шестеренныхнасосов. / Л.О. Штриплинг, И.П. Аистов. //Прогрессивные зубчатые передачи: Сб. науч.трудов. –Новоуральск: Изд-во НГТИ, 2003. – С. 134-142.

12. Штриплинг, Л.О. Опытповышения ресурса шестеренных насосов напримере устранения дефекта «Колебаниедавления топлива». / Л.О. Штриплинг, И.П. Аистов, И.И.Посивенко. // Известия ВУЗов.Машиностроение. – 2003. – № 12. – С. 15-19.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»