Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
технических наук: 05.02.02 Машиноведение, системы приводов и детали
машин. — "ОМСКАГРЕГАТ" (г. Омск) и Омский государственный
технический университет. — Братск, 2009. — 53 с.
Научный консультант: доктор технических наук, профессор Штриплинг
Л.О.
Целью настоящего исследования является повышение
достоверности расчетов нагруженного состояния деталей и узлов
шестеренных насосов с учетом их фактического взаимного положения в
собранном виде, особенностей конструкции и условий работы насоса, а
также разработка системы контроля и диагностики текущего состояния
шестеренных насосов гидротопливных систем на стадии производства,
позволяющая выявлять варианты сборок, имеющие предпосылки
преждевременных отказов.
Научная новизна работы заключается:
На основе детерминированного и вероятностного подходов, выявлены закономерности взаимного положения и силового взаимодействия деталей и узлов шестеренных насосов авиационного назначения, которые позволили оценить их фактическое нагруженное состояние в собранном виде.
Предложен общий алгоритм оценки фактического нагруженного со-стояния деталей шестеренных насосов с учетом погрешностей изготовления и реального взаимного положения в собранном виде, который позволяет целенаправленно подойти к формированию для них назначенного ресурса.
Проведен теоретический анализ работы цилиндрической зубчатой передачи при коэффициенте перекрытия менее единицы, который позволил предварительно количественно оценить нагрузки на зубья шестерен насоса для конкретных вариантов сборок шестеренных насосов.
Проведен анализ условий работы и оценка долговечности пары трения "торцы зубьев шестерен – подпятник" с учетом фактического взаимного положения основных деталей и узлов шестеренных насосов авиационного назначения, который позволил количественно оценить увеличение момента сил трения в паре трения «торцы зубьев шестерен – подпятник» и интенсивность её износа.
Выявлены сочетания вариантов сборок и режимов работы шестеренного насоса, при которых работа разгрузочных канавок становится неэффективной, и проведена количественная оценка увеличения радиальной нагрузки на подшипниковые опоры насоса.
Разработана диагностическая модель технического состояния шестеренных насосов, которая отражает условия появления у них основных отказов, и позволяющая учитывать погрешности изготовления, монтажа и фактического взаимного положения деталей в собранном виде, а также условия ра-боты шестеренных насосов при различных режимах.
Обоснованы основные принципы формирования ресурса агрегатов, которые позволили увеличить назначенный ресурс шестеренного насоса, на примере насоса системы топливопитания авиационного двигателя.
Практическая значимость работы состоит в том, что: предложены основные принципы и методы расчета нагруженного состояния деталей и узлов шестеренных насосов с учетом погрешностей их изготовления и реального взаимного положения в собранном виде; предложен алгоритм анализа нагруженного состояния шестеренных насосов с учетом взаимного положения составляющих их деталей и узлов в собранном виде, который позволяет целенаправленно подойти к формированию для них назначенного ресурса; теоретические и экспериментальные исследования легли в основу системы контроля и диагностирования шестеренных насосов авиационного назначения, что позволило повысить его назначенный ресурс; результаты работы прошли апробацию и внедрены на ОАО «Омскагрегат» (г. Омск) и могут быть рекомендованы для внедрения на заводах–изготовителях шестеренных насосов во всем диапазоне их типоразмеров и назначения в различных отраслях машиностроения.
Работа выполнялась в соответствии с аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 года) Федерального агентства по образованию Министерства образования и науки Российской федерации.
Научная новизна работы заключается:
На основе детерминированного и вероятностного подходов, выявлены закономерности взаимного положения и силового взаимодействия деталей и узлов шестеренных насосов авиационного назначения, которые позволили оценить их фактическое нагруженное состояние в собранном виде.
Предложен общий алгоритм оценки фактического нагруженного со-стояния деталей шестеренных насосов с учетом погрешностей изготовления и реального взаимного положения в собранном виде, который позволяет целенаправленно подойти к формированию для них назначенного ресурса.
Проведен теоретический анализ работы цилиндрической зубчатой передачи при коэффициенте перекрытия менее единицы, который позволил предварительно количественно оценить нагрузки на зубья шестерен насоса для конкретных вариантов сборок шестеренных насосов.
Проведен анализ условий работы и оценка долговечности пары трения "торцы зубьев шестерен – подпятник" с учетом фактического взаимного положения основных деталей и узлов шестеренных насосов авиационного назначения, который позволил количественно оценить увеличение момента сил трения в паре трения «торцы зубьев шестерен – подпятник» и интенсивность её износа.
Выявлены сочетания вариантов сборок и режимов работы шестеренного насоса, при которых работа разгрузочных канавок становится неэффективной, и проведена количественная оценка увеличения радиальной нагрузки на подшипниковые опоры насоса.
Разработана диагностическая модель технического состояния шестеренных насосов, которая отражает условия появления у них основных отказов, и позволяющая учитывать погрешности изготовления, монтажа и фактического взаимного положения деталей в собранном виде, а также условия ра-боты шестеренных насосов при различных режимах.
Обоснованы основные принципы формирования ресурса агрегатов, которые позволили увеличить назначенный ресурс шестеренного насоса, на примере насоса системы топливопитания авиационного двигателя.
Практическая значимость работы состоит в том, что: предложены основные принципы и методы расчета нагруженного состояния деталей и узлов шестеренных насосов с учетом погрешностей их изготовления и реального взаимного положения в собранном виде; предложен алгоритм анализа нагруженного состояния шестеренных насосов с учетом взаимного положения составляющих их деталей и узлов в собранном виде, который позволяет целенаправленно подойти к формированию для них назначенного ресурса; теоретические и экспериментальные исследования легли в основу системы контроля и диагностирования шестеренных насосов авиационного назначения, что позволило повысить его назначенный ресурс; результаты работы прошли апробацию и внедрены на ОАО «Омскагрегат» (г. Омск) и могут быть рекомендованы для внедрения на заводах–изготовителях шестеренных насосов во всем диапазоне их типоразмеров и назначения в различных отраслях машиностроения.
Работа выполнялась в соответствии с аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 года) Федерального агентства по образованию Министерства образования и науки Российской федерации.