WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

 

На правах рукописи

Корнейчук Юрий Алексеевич

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА ЦЕПНОГО ПРИВОДА

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА

СУДОВОГО МАЛООБОРОТНОГО ДИЗЕЛЯ

В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

05.08.05 - Судовые энергетические установки

и их элементы (главные и вспомогательные)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владивосток 2009  

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет»

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Соболенко Анатолий Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Горелик Геннадий Бенцианович кандидат технических наук, доцент Худяков Сергей Алексеевич

Ведущая организация – Дальневосточный научно-исследовательский проектно-изыскательский и конструкторскотехнологический институт морского флота (ОАО «ДНИИМФ»), г. Владивосток

Защита диссертации состоится 9 декабря 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.223.005. при Морском государственном университете им. адм. Г.И. Невельского по адресу: 690059, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Морского государственного университета им. адм. Г.И. Невельского.

Автореферат разослан «_» ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Резник А.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение надежности и экономичности судовых малооборотных двигателей является важной задачей развития морского флота.

Цепной привод распределительного вала судового малооборотного двигателя (ЦП МОД) должен обеспечивать его безотказную работу.

Исследованиям цепных передач посвящено значительное число работ отечественных и зарубежных учёных. Главное внимание в них уделено вопросам изнашивания и прочности цепей, теории и расчету цепного зацепления, настройке цепной передачи, а также кинематике и динамике передач. Наиболее глубоко эти вопросы освещены в работах Ю.С. Баршая, Р. Биндера, Н.В. Воробьёва, И.П. Глущенко, А.А. Готовцева, К.П. Жукова, И.И. Ивашкова, И.П. Котенк, А.К. Кузнецовой, В.Т. Павлище, А.А. Петрика, Г.Г. Рахнера, Д.Н. Решетова, Б.В.

Романовского, Г.Б. Столбина, и др.

Существующие способы контроля не позволяют достоверно определять техническое состояние ЦП МОД. Отсутствует простой алгоритм определения причин отказов ЦП МОД, что ведет к противоречивым выводам в оценке причин его разрушения.

До сих пор основным способом решения задач работоспособности ЦП МОД служил тензометрический метод исследования динамики работающего двигателя. В последнее время считается перспективным сочетание методов статического и динамического диагностирования передач. Диагностирование ЦП МОД в статическом режиме имеет ряд преимуществ: простые и недорогие средства измерения, высокая точность и достоверность.

Цель диссертационной работы состоит в разработке новых методов диагностирования ЦП МОД в эксплуатационных условиях и научно-технических решений, направленных на повышение ресурса ЦП МОД.

Основные задачи исследования:

– проанализировать и классифицировать отказы ЦП МОД;

– создать средства и методику диагностирования втулочно-роликовой цепи (ВРЦ) на двигателе в эксплуатационных условиях;

– разработать методику интегрального диагностирования ЦП МОД в эксплуатационных условиях;

– определить факторы, влияющие на ресурс ЦП МОД, и предложить меры по его повышению.

Объектом исследования являются цепные приводы распределительных валов (РВ) выхлопных клапанов и топливных насосов высокого давления судовых МОД, оснащенные втулочно-роликовыми цепями шагом 50,8–114,3 мм.

Методы исследования. Теоретическая часть работы выполнялась на основе математического и физического моделирования с использованием компьютерных программ Microsoft Excel, TurboPascal. Данные обработаны с применением положений теории вероятностей и математической статистики.

Экспериментальные исследования процессов изнашивания приводных цепей большого шага производились на эксплуатируемых судовых дизелях специально созданными приборами по разработанной методике измерений. Исследования кинематической погрешности ЦП МОД проводились как на судовых дизелях, так и на лабораторном испытательном стенде цепной передачи. Данные обрабатывались программой гармонического анализа дискретных стационарных сигналов. Исследования деформации и разрушения цепей большого шага велись в лабораторных условиях.

Научная новизна заключается в следующем:

– предложена методика статического параметрического диагностирования цепной передачи судового МОД на основе кинематической погрешности цепи и охватываемых ею элементов вращения;

– предложены критерии оценки изнашивания судовых приводных цепей большого шага, основанные на особенностях их конструкции;

– разработана виртуальная модель изменения кинематической погрешности втулочно-роликовой цепи;

– разработана экспертиза состояния ЦП МОД на базе компьютерной программы расчета диагностических показателей параметров цепи;

– разработаны приборы для определения шага ВРЦ на уровне изобретений и полезных моделей и определена область применения механизированной технологии измерений в зависимости от типа дизеля.

Обоснованность и достоверность результатов определяются:

– значительным количеством обработанного фактического статистического материала;

– разностными способами обработки измерений, исключающими значительные систематические ошибки;

– удовлетворительной точностью диагностического предсказания величины дефекта;

– положительными результатами опытно-промышленных испытаний.

Личный вклад автора. Все теоретические исследования в работе выполнены автором самостоятельно, а экспериментальные исследования – в составе групп при выполнении хоздоговорных работ.

Практическая ценность. Разработки доведены до практической реализации на уровне промышленных образцов, методик, пакетов программ, технических рекомендаций. Практическая ценность работы определяется возможностью управления техническим состоянием судовых ВРЦ по данным изменений кинематической погрешности цепи (КПЦ) и цепного привода (КПЦП), на основе которых обеспечивается безопасная и экономичная работа дизеля.

Реализация работы. Созданы и применяются на судах пяти типов системы определения технического состояния ЦП МОД разной конструкции.

Разработанные приборы измерения шагов звеньев цепей защищены авторскими свидетельствами и использовались небольшими партиями на судоремонтных заводах, а также на судах ОАО «Дальневосточное морское пароходство» и ОАО «Приморское морское пароходство».

Научные положения, выносимые на защиту:

разработка экспертной системы оценки технического состояния ЦП МОД на базе компьютерной программы;

применение диагностической модели ВРЦ на основе двух показателей:

разноразмерности шагов звеньев и зазора между роликом и втулкой шарнира;

принцип распознавания технического состояния ЦП МОД по оценкам симметрии распределения разноразмерностей шагов звеньев цепи;

разработка виртуальной модели изменения КПЦ для определения характера изнашивания ВРЦ по длине и взаимодействия двух рядов ВРЦ;

применение статического параметрического диагностирования ЦП МОД методом КПЦП по колебаниям рычага натяжного устройства и применение гармонического анализа КПЦП на основе амплитудно-периодного спектра (АПС).

Апробация результатов исследования. Основные научные положения докладывались на ежегодных научно-технических конференциях профессорскопреподавательского состава МГУ им. адм. Г.И. Невельского, (1973–1982гг., 2005, 2006 гг.); МВТУ им. Баумана (2007 г.), а также на научно-техническом семинаре МГУ им. адм. Г.И. Невельского (2009 г.).

Внедрение приборов для определения шага ВРЦ осуществлено на судах и СРЗ Дальнего Востока. Внедрение стенда для испытания цепных передач осуществлено в МГУ им. адм. Г.И. Невельского. За внедрение этих работ получены медали ВДНХ.

Публикации результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 10 статей и получено 5 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений общим объемом 160 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована цель работы, обоснована ее актуальность, раскрыты научная новизна и практическая значимость, определена область реализации результатов исследований.

В первой главе представлен анализ работоспособности ЦП МОД разной конструкции, одна из которых показана на рис. 1. Приведен анализ их отказов.

Обоснована актуальность выбранного направления. Проанализированы работы по диагностике цепей и цепных приводов, а также сформулированы задачи исследования. К настоящему времени в научной литературе широко представлены характеристики изнашивания и разрушения цепей малого шага. Для судовых ВРЦ такие данные отсутствуют. Оценки их ресурса крайне противоречивы и лежат в широком диапазоне 5000–75000 ч наработки.

Во второй главе затронуты вопросы определения состояния ВРЦ как самого уязвимого элемента передачи.

эффективной мощности дизеля. На цепь помимо рабочей нагрузки действуют дополнительные динамические усилия. Они вызваны неравномерностью вращения ведуРис. 1. Схема цепного щей и ведомой систем, ударом ролика звена о зуб звез- привода МОД типа дочки, граненостью звездочек, поперечными и продольными колебаниями цепи, заеданием ведомых элементов, крутильными колебаниями распределительного и коленчатого валов. Выявлено наиболее опасное состояние ЦП МОД в виде расклинивания цепи, когда дополнительная нагрузка значительно превышает рабочую нагрузку и становится разрушающей. Эффект расклинивания возникает от действия полигонального возмущения, неравномерного удлинения цепи, радиального биения звездочек и валов, инородного материала при попадании его в зацепление. Состояние расклинивания контура определяется совокупностью кинематических характеристик ЦП МОД и условий натяжения цепи.

Локализация дефектов. Для оценки вытяжки цепи разработан и использовался прибор, которым измерялись отклонения шагов звеньев от номинального значения на свободном участке цепи, перемещаемой валоповоротным устройством. Снятая с двигателя цепь нагружалась специальным тарированным усилием Q = (1/90–1/100)Qp, где Qp – разрушающая нагрузка.

Размер шага цепи является случайной величиной, подчиненной нормальному закону распределения. Если шаг внутренних звеньев цепи имеет нормальное распределение, плотность вероятности которого и шаг наружных звеньев цепи имеет нормальное распределение, плотность вероятности которого то результирующая разноразмерность шагов наружных и внутренних звеньев имеет нормальное распределение, плотность вероятности которого Если закон распределения 2 (рис. 2) отклонений шагов наружных звеньев Рис. 2. Схема рассеивания шагов звеньев отночто звенья цепи изнашиваются несительно номинального шага t: 1 – внутренние звенья; 2 – наружные звенья; 3 – разноразмерравномерно. Эта неравномерность ности hi; f – плотность вероятности; i – отклонение шага i-го звена от t увеличивается с ростом дополнительных динамических нагрузок в ЦП МОД. Появление дефектных звеньев с увеличенным шагом приводит к асимметрии распределения разноразмерностей.

Это свойство использовано для косвенного определения наличия разрушающих ЦП МОД нагрузок. Предложен критерий перехода от симметричного распределения к асимметричному. Асимметричное распределение делится на два симметричных относительно медианы. К левой и правой сторонам исходного распределения добавляются их зеркальные отображения. Нулевой гипотезой будет предположение о принадлежности двух полученных выборок одинакового объема одному кластеру. Для этого случая критерий асимметрии примет вид Критические значения F-статистики для оценки асимметрии распределения относительно медианы для разных степеней свободы и уровней значимости находят по табличным данным или по графикам, построенным согласно выражению Критерий выражает вероятность P( F ) = P{F F } того, что некоторое расчетное значение F больше критического значения F. В этом случае распределение будет асимметричным, а цепь испытывает опасные нагрузки и изнашивается неравномерно.

Предложены четыре показателя технического состояния цепи.

1. Относительный средний износ, характеризующий вытяжку цепи, определяется по формуле, %:

где t – средний шаг цепи; t – номинальный шаг цепи, мм;

1, 3,.…, k ( 2i 1 = t 2i 1 t ) – отклонения шагов наружных звеньев от t;

2, 4, …, k ( 2 i = t 2 i t ) – отклонения шагов внутренних звеньев от t;

i – номер очередной пары звеньев;

k – число внутренних или наружных звеньев в цепи.

Фирма «Renold» рекомендует предельно-допустимое значение относительного среднего износа = 1 % для числа зубьев ведущей звездочки z 60.

2. Относительная средняя разноразмерность характеризует неравномерность изнашивания смежных звеньев цепи, %:

где h = Н В средняя разноразмерность цепи (см. рис. 2).

Предельно-допустимое значение h 2 = 2 %.

3. Относительное значение величины «выброса» замера, свидетельствующего о наличии дефектных звеньев, подсчитывается по формуле, %:

где max – максимальное отклонение, мм.

Звенья с max более 0,8 % (в толерантных границах распределения) следует чаще контролировать (через 500 ч наработки). При нарастающем износе или достижении max значения 3 % звенья следует заменить во избежание аварийного обрыва цепи из-за распрессовки втулок или валиков в пластинах.

Предельно-допустимое значение разноразмерности [h] = 0,03t. Эта норма основывается на результатах экспертиз аварийных разрушений и соответствует рекомендациям фирм «Renold» и «Tsubaki» в виде 1,5 % удлинения двух смежных звеньев цепи ЦП судового МОД (z 60). При значительных динамических нагрузках звенья цепи изнашиваются неравномерно, что проявляется схватыванием металла поверхности пар трения и распрессовкой валиков и втулок в пластинах. Проушины интенсивно изнашиваются, шаг звеньев увеличивается. Такие дефектные звенья сами являются источником дополнительных нагрузок на цепь.

Скорость изнашивания шарниров цепей большого шага незначительна. Поэтому зона возможного обрыва цепи определяется видом распределения шагов звеньев и наличием дефектов. Верхняя граница 2 (рис. 3) асимметричного распределения разноразмерностей определена по результатам изнашивания дефектных звеньев.

Контрольное значение «выброса» измерений для обнаружения дефекта определено как 0,008t и получено на основе верхней границы 1 (рис. 3) допустимых значений нормального закона распределений разноразмерностей.

Рис. 3. Диагностическая модель ВРЦ: 1 – допустимые границы нормального распределения h; 2 – допустимые границы асимметричного распределения h при повышенных динамических нагрузках; [h] – предельно-допустимое значение износа; Р – ресурс 4. Относительное значение зазора между роликом и втулкой, %:

где bmax – максимальное значение зазора, мм.

Рис. 4. Гистограммы зазоров ролик-втулка: а) – новой цепи шагом 76,2 мм фирмы Tsubaki»; б) изношенной цепи шагом 114,3 мм («БМЗ»)  Среднее значение зазора ролик–втулка 0,10 мм (рис.4 а). Интенсивное изменение этого зазора (рис.4 б) указывает на контакт цепи с направляющими шинами при поперечных колебаниях цепи. Звенья с bmax = 0,4 % берут под контроль для оценки разностенности роликов и влияния зазора ролик–втулка на шаг звена.

Особенно важно иметь такую поправку для раннего обнаружения скрытого дефекта – распрессовки втулки в пластинах внутреннего звена.

Моделирование неравномерного изнашивания цепи по длине. Изменение длины ведущего участка цепи зависит от равномерности изнашивания цепи по длине и наличия дефектных звеньев в ней. Кинематическая погрешность цепи Ц определяется изменением длины ведущего участка цепи за ее полный оборот.

Алгоритм вычисления КПЦ представим в виде меняющейся суммы разноразмерностей звеньев в составе ведущего участка цепи. Шаг звена цепи t j = t + j + +.

Длина Lj участка цепи определяется суммой шагов звеньев где n – число звеньев ведущего участка цепи; j – номер звена цепи, j = 1…N;

j – отклонение шага j-го звена; – систематическая ошибка настройки прибора;

– случайная ошибка измерения; N – число звеньев в цепи.

Отклонение длины ведущего участка цепи Чтобы избавиться от систематических ошибок при расчете изменений длины ведущего участка цепи Lj, воспользуемся особенностью изнашивания звеньев втулочно-роликовой цепи. Было установлено, что в результате изнашивания шарниров увеличиваются шаги только наружных звеньев. Введение нового показателя в виде разноразмерности, разности шагов смежных наружных и внутренних звеньев hi = t2i-1 – t2i = 2i-1 – 2i исключает систематическую ошибку. Это позволяет рассчитать изменение длины ведущего участка цепи после каждого её перемещения на 2 звена по формуле где i – номер очередной пары смежных звеньев цепи, i = 1…N/2; n – число звеньев ведущего участка цепи; N – число звеньев цепи.

Выражение (13) определяет изменение кинематической погрешности цепи.

Если диаграмма КПЦ представлена концентрическими окружностями, то изнашивание шарниров звеньев цепи равномерное (рис. 5). Кривые КПЦ в виде эллипса свидетельствуют о неравномерном изнашивании цепи по длине, что необходимо учитывать при ее натяжении. Ступенчатое изменение кривой в радиальном направлении величиной 1 мм и более служит признаком дефектных распрессованных звеньев. По форме и величине КПЦ можно судить о качестве приработки цепей. Фирма «Tsubaki» реко- Рис. 5. Изменение кинематической погрешности носовой части сдвоенной цепи: 1 – мендует разницу длин цепей многорядношкала КПЦ; 2 – номер измерения; 3 – цепь го ЦП не более 0,0001L мм. Неравномерцепь фирмы «Tsubaki» при наработке ность изнашивания цепи по длине (рис. 5) 10 450 ч для ведущего участка [ ц ц ], характеризующая биение цепи, не должна преmax min вышать 0,0001L (1,0–1,5 мм).

Контрольное значение «выброса» измерений для обнаружения дефекта определяется как 0,008t и получено на основе верхней границы 1 (рис. 3) допустимых значений нормального закона распределений разноразмерностей.

Факторный анализ изнашивания цепей. При расчете многофакторной регрессии изнашивания цепи использованы конструктивные характеристики ЦП МОД: наработка, шаг цепи t, удельное давление в шарнирах p, поперечные колебания цепи К. Относительный средний износ цепи определен выражением множественной регрессии Например, при шаге t=76,2 мм, удельном давлении p = 10 МПа, наличии поперечных колебаний (нет ограничителей) К = 1, наработке = 10000 ч, скорости цепи V = 8,4 м/с значение относительного удлинения = 0,118 %. Выражение (14) подтвердило положительный опыт применения резинометаллических направляющих в качестве ограничителей колебаний. С ростом размеров передачи (шага) износ цепи снижается.

В третьей главе рассматривается статическое параметрическое диагностирование ЦП МОД. В качестве диагностического параметра использована КПЦП, отражающая особенности зацепления, погрешности цепей и звездочек, неравномерность изнашивания цепи по длине. КПЦП – разность между действительным и теоретическим перемещениями ведомой звездочки передачи по дуге делительной окружности:

где ЦП – КПЦП, м; r – радиус делительной окружности ведомого колеса, м;

РВ – действительный угол поворота ведомого колеса, рад; – номинальный угол поворота ведомого колеса, рад.

КПЦП двухтактного МОД можно упрощенно представить угловыми смещениями распределительного и коленчатого валов КПЦП как разность перемещения концевых шарниров рабочей ветви цепи представлена суммой отклонений длины свободных участков цепи Li:

где РВr2 – перемещение шарнира цепи ведомой звездочки; КВr1 – перемещение шарнира цепи ведущей звездочки; r2, r1 – радиусы зацепления шарниров; Li – отклонение длины i-го участка цепи.

КПЦП приближенно равна суммарному изменению длины свободных от зацепления участков цепи Li. По смещению рычага натяжного устройства li можно контролировать величину Li. Эти смещения вызваны дискретностью процесса зацепления и наличием погрешностей всех элементов привода. Процессы регламентируемой перетяжки цепей и оценивания КПЦП совмещены. Суммарная погрешность от дефектных звеньев, биений звездочек и валов, неравномерного износа участков цепей по длине регистрируется в виде перемещений рычага натяжного устройства с учетом поправки пересчета.

Так как для ЦП МОД радиусы делительных окружностей ведущей и ведомой звездочек равны (r2 = r1), то КПЦП можно использовать в качестве оценки влияния состояния привода на фазы газораспределения = РВ КВ при допущении равенства радиусов зацепления.

Методика анализа записи КПЦП. Запись КПЦП производится при первом натяжении пружины либо при отсутствии пружины под действием веса рычага натяжного устройства. При измерении КПЦП коленчатый вал проворачивается валоповоротным устройством с постоянной скоростью. Взаимодействия звеньев цепи со звездочками приводят к изменениям активной длины цепного контура, определяющей смещение рычага натяжного устройства. Величина и форма колебаний рычага натяжного устройства дают обобщенную оценку технического состояния цепного привода.

Предельно-допустимое значение КПЦП [ max ] определяется допусками на радиальное биение звездочек (40,22 мм) и биение цепи 0,0001tN. С учетом различий фаз биений и передаточного коэффициента рычага принято предельнодопустимое значение размаха колебаний рычага [ max ] = 2 мм.

По форме колебаний КПЦП можно судить об источнике возмущения. Для локализации дефекта проводят гармонический анализ записанной кривой.

Гармонический анализ КПЦП. Замкнутый цепной контур содержит детали вращения, погрешности которых оказывают периодические воздействия на его работу. Для выделения основных источников неравномерности зацепления КПЦП в виде периодического сигнала f() представлена его рядом по тригонометрическим функциям:

где Т – период повторения периодической функции f() или период первой гармоники, k – номер гармоники.

Величина с0 выражает среднее значение функции за период Т. Она называется постоянной составляющей и вычисляется по формуле В выражении (18) периодическая функция f() представлена суммой слагаемых вида сk cos амплитудой ck и начальной фазой k. Периоды колебаний, из которых составляется периодическая функция f(), образуют гармоническую последовательность.

Это означает кратность периодов всех составляющих гармоник периоду Т основной гармоники. Новый подход в применении гармонического анализа отличается тем, что измерения КПЦП производятся на частотах, близких к нулю. Поэтому в результате спектрального анализа получаем АПС. Пример записи КПЦП дизеля 7ДКРН 80/160-4 представлен на рис. 6. Малопериодные колебания вызваны действием полигонального эффекта: каждый пик соответствует одному зубу звездочки или одному звену цепи. Число пиков в составе регистрируемой гармоники определяет источник колебаний.

Рис. 6. КПЦП дизеля 7ДКРН 80/160- Амплитудно-периодный спектр КПЦП дизеля 7ДКРН 80/160-4 изображен на рис. 7. Каждой гармонике соответствует период, который определён как частное от деления периода повторения функции (T=128) на номер искомой гармоники. Гармоники № 3 и № 128 видны на записи КПЦП (рис. 6). Первая из них, представленная кривой суммарного биения звездочек коленчатого и распределительного валов, имеет период колебаний 44 зуба. Многозубцовая кривая полигонального возмущения (№ 128) налагается на первую кривую.

Для судовых ЦП вибрационные методы диагностирования не применяются из-за высокого уровня помех от вибрации деталей работающего дизеля и трудности расшифровки записи колебательных процессов ЦП МОД. Разработка системы контроля КПЦП МОД является важным условием применения вибрационных методов.

В четвертой главе описаны технические средства, методы и технологии, использованные при проведении экспериментов. Исследования проводились на стендах и на судовых дизелях в условиях эксплуатации. На стенде (рис. 8) моделируется работа одной или двух цепей с имитацией нагрузки гидравлическим нагружателем 7. Натяжение цепей изменяется затягом пружины 9 натяжного устройства на заданную величину. Стенд оснащен циркуляционной системой смазки цеРис. 8. Стенд для испытания цепных передач: 1 – рама; 2 – ведущий вал со звездочкой;

пи, вибратором имитации волновой нагрузки на корпус судна 17, тензо- звездочками; 5 – цепь 15,875 мм; 6, 7 – гидравлические нагружатели; 8 – натяжное устметрическими датчиками крутильных ройство; 9 – амортизатор; 10 – насос; 11 – гателем с устройством плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне.

Фрагменты одной осциллограммы (рис. 9) проанализированы с учетом Рис. 9. Фрагмент осциллограммы сигналов с датзубьев. Поэтому поиск иного чиков модельного стенда цепной передачи: 1 – отметчик; 2 – осевое биение зубьев ведомой звезисточника биений привел к дисдочки; 3 – осевое биение зубьев ведущей звездочки; 4 – отметчик пробега цепи; 5 – крутящий мо- кретному нагружателю, в качестве мент с ведомого вала; 6 – крутящий момент с векоторого использовался топливдущего вала; 7 – опорная реакция подшипника вала направляющей звездочки z = 44, получим 44/6 = 7,3 зуба за один оборот вала. Источником биений цепи на стенде является гидравлический нагружатель.

На стенде исследована взаимосвязь величин дефектов звеньев цепи и звездочек с величиной кинематической погрешности цепного привода. Наводились дефекты заданной величины для определения вида и величины выходного диагностического сигнала в виде КПЦП.

Полученные результаты с удовлетворительной точностью совпадают с выполненными расчетами по предложенной методике статического параметрического диагностирования.

Технические решения для повышения ресурса ЦП МОД.

1. Разработаны специальные приборы для определения удлинения и длины ВРЦ. Конструкция прибора позволила измерять все звенья вместо выборочного контроля. Это способствовало повышению достоверности результатов измерений и снижению вероятности пропуска дефектного звена (рис. 10).

2. Изменение конструкции шарнира ВРЦ с целью улучшения его смазки и отвода теплоты снижает опасность заедания и нарушения прессового соединения деталей звена, повышает КПД передачи за счет снижения трения, снижает шумность из-за демпфирующих свойств масла в зазорах (рис. 11).

3. Сдвиг цепей на один шаг, при их параллельной работе, позволяет уменьшить КПЦП и улучшить качество приработки цепей, особенно с отрицательной 4. Проведенные исследования показали, что две цепи обычно нагружены неравномерно при наличии известного типа натяжного устройства. Предложен сдвиг по фазе венцов звездочки на ползуба, который вызывает сдвиг между двумя цепями на полшага. Такое расположение цепей на звездочке снижает КПЦП.

5. На первом этапе эксплуатации судна, а также при замене цепи и звездочек рекомендуетРис. 11. Шарнир втулочнося больше внимания уделять приработке ЦП МОД. Ускоренная и качественная приработка смазкой: 1 валик; 2 втулка;

стью в условиях оптимальной смазки.

В пятой главе приведен расчет экономической эффективности внедрения методов и устройств диагностирования цепного привода МОД 5ДКРН 50/110-2, выполненный по методике ЦНИМФ. Экономический эффект от предотвращения подобной аварии составляет $158000.

В ходе исследования автором решены следующие задачи.

1. Выполнено исследование отказов ЦП МОД и разработана физическая модель наиболее вероятных отказов: ускоренное разрушение с преобладанием внезапных отказов при наличии резонансных крутильных колебаний коленчатого вала и обрыв цепи в результате постепенного отказа, вызванного изнашиванием проушин распрессованного звена.

2. Разработаны на уровне изобретений и доведены до промышленного образца три вида приборов для определения удлинения и длины ВРЦ. Создана методика их применения на судах и в цехе завода.

3. Разработан и изготовлен стенд для испытания цепных передач. Проведенные исследования ЦП с наведенными дефектами звеньев показали рост дополнительных нагрузок в контуре за счет расклинивающего действия дефектного звена и сопряженных с ним звеньев.

4. Разработана экспертиза состояния цепей на основе компьютерной программы, которая по данным размерных параметров определяет потенциальные дефекты и дает оценку равномерности нагрузки по двум цепям.

5. Разработан способ интегрального диагностирования ЦП МОД на основе регистрации и анализа КПЦП в виде колебаний рычага натяжного устройства в ответ на все кинематические возмущения ЦП. Запись КПЦП легко поддается расшифровке при наличии на диаграмме всплесков малопериодных колебаний от каждого зацепления цепи с зубом звездочки.

6. Разработан способ спектрального анализа кривой КПЦП на основе АПС.

Каждому источнику возмущения соответствует номер гармоники с периодом, равным числу элементов зацепления. Для судового МОД период биения цепи соответствует z = 64, период биения звездочек z = 25…50, период полигонального возмущения от каждого зуба звездочки z = 1. Расчет АПС выполняет написанная на языке Паскаль компьютерная программа.

7. Проведенный факторный анализ изнашивания цепей подтвердил положительную роль направляющих в демпфировании поперечных колебаний и снижении износа. Выявлено также уменьшение скорости изнашивания шарниров цепи с ростом ее размера.

8. Разработаны рекомендации по натяжению цепей с учетом фактического состояния ЦП МОД, согласно которым нельзя допускать расклинивания ЦП. Поэтому эксцентриситеты звездочек коленчатого и распределительного валов должны совпадать по фазе. При неравномерном удлинении цепи фиксацию натяжения (при наличии пружины) следует производить при максимально растянутом контуре, т. е. не следует выбирать слабину цепи, наведенную неравномерным изнашиванием звеньев. Экспериментально подтверждена применимость предложенных методов на 100 судах. Ресурс ЦП судового МОД при надлежащем проектировании и эксплуатации по данным полученных регрессионных зависимостей превышает 150 000 ч.

9. По результатам исследований предложен ряд научно-технических решений по повышению ресурса работы ЦП МОД.

Основные положения диссертации изложены в работах:

1. Соболенко, А.Н. Кинематическая погрешность приводной цепи малооборотного дизеля / А.Н. Соболенко, Ю.А. Корнейчук // Двигателестроение. – 2008. – №4. – С. 32-36.

2. А.с. 530164 СССР, МКИ3 G01B 5/02. Прибор для определения удлинения и длины втулочно-роликовых цепей / Ю.А. Корнейчук, B.C. Попов; Дальневост.

высш. инж. мор. уч-ще. – №2130326/28; Заявлено 29.04.75; Опубл. 30.08.76, Бюл. № 36.

3. А.с. 771382 СССР, МКИ3 F16G 13/06. Шарнир втулочно-роликовой цепи / В.С. Попов, М.Н. Фрейман, Ю.А. Корнейчук и Б.B. Бурик; Дальневост. высш. инж.

мор. уч-ще. – №2613721/25-27; Заявлено 10.05.78; Опубл.15.10.80, Бюл. № 38.

Ю.А. Корнейчук; Дальневост. высш. инж. мор. уч-ще. – 2463474/25-28. Заявлено 21.03.77; Опубл. 15.02.80, Бюл. № 6.

5. А.с. 896463 СССР, МКИ3 G01М 13/02. Стенд для испытания цепных передач / В.С. Попов, Б.В. Бурик, В.В. Шаталов и Ю.А. Корнейчук; Дальневост.

высш. инж. мор. уч-ще. – №2911027/25-28; Заявлено 28.03.80; Опубл.07.01.82, Бюл. № 1.

6. А.с. 905608 СССР, МКИ3 G01B 5/02. Прибор для определения удлинения и длины втулочно-роликовых цепей / В.С. Попов, Ю.А. Корнейчук, М.А. Фрейман; Дальневост. высш. инж. мор. уч-ще. – №245576/25-28; Заявлено 24.02.77;

Опубл. 15.02.82, Бюл. № 6.

7. Корнейчук, Ю.А. Диагностирование цепного привода дизеля 5ДКРН 50/110-2 / Ю.А. Корнейчук, В.И. Федоров // Судорем. флота рыб. пром-ти. 1987.

№65. – С. 27–29.

8. Корнейчук, Ю.А. Износ деталей дизелей 6ДКРН 45/120-7 / Ю.А. Корнейчук // Морской инженерный сервис. – 1991. №2. С. 42–48.

9. Корнейчук, Ю.А. Перспективы применения цепных передач в дизелях с электронным управлением / Ю.А Корнейчук // Техническая эксплуатация флота – пути совершенствования: матер. регион. науч.-практ. конф. – Владивосток: Мор.

гос. ун-т им. адм. Г.И. Невельского, 2003. – С. 27–30.

10. Корнейчук, Ю.А. Современные приводы газораспределительного механизма малооборотного дизеля / Ю.А. Корнейчук // Тр. Дальневост. гос. техн.

ун-та: сб. науч. тр. – Владивосток: Уссури, 2006. – Вып. 143. – С. 235–237.

11. Корнейчук, Ю.А. Эволюция цепных приводов распределительных валов малооборотных судовых дизелей / Ю.А. Корнейчук // Тр. Дальневост. гос. техн.

ун-та: сб. науч. тр. – Владивосток: Уссури, 2005. – Вып. 141. – С. 235–237.

12. Корнейчук, Ю.А. Экспертная оценка изнашивания деталей дизеля / Ю.А. Корнейчук // Мор. инж. сервис. – 1991. – №1. – С. 27–31.

13. Соболенко, А.Н. Гармонический анализ кинематической погрешности цепной передачи / А.Н. Соболенко, Ю.А. Корнейчук // Двигатель – 2007: матер.

междунар. науч.-техн. конф. – М.: МВТУ им. Баумана, 2007. – С. 89–92.

14. Соболенко, А.Н. Диагностика втулочно-роликовых цепей малооборотных судовых двигателей / А.Н. Соболенко, Ю.А. Корнейчук // Дальневост. науч.техн. конф. – Хабаровск: Тихоокеан. гос. ун-т, 2002. – С. 51– 52.

15. Соболенко, А.Н. Исследование приработки цепного привода после аварийного обрыва цепи / А.Н. Соболенко, Ю.А Корнейчук // сб. науч. тр. / Дальрыбвтуз. – Владивосток, 2006. – Вып.18. – С.59–65.

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА ЦЕПНОГО ПРИВОДА

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА

СУДОВОГО МАЛООБОРОТНОГО ДИЗЕЛЯ

В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени Отпечатано в типографии РПК МГУ им. адм. Г.И. Невельского 690059, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а

 
Похожие работы:

«АСТАХОВА Татьяна Валентиновна ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ РАМ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ 05.05.06 – Горные машины АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Кемерово – 2007 Работа выполнена в Институте цветных металлов и золота ФГОУ ВПО Сибирский федеральный университет и Отделе машиноведения Института вычислительного моделирования СО РАН Научный руководитель : кандидат технических...»

«ФАРХАТДИНОВ ИЛЬДАР ГАЛИМХАНОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ И КАЧЕСТВА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ МОБИЛЬНЫХ РОБОТОВ НА ОСНОВЕ ПОЗИЦИОННО-СИЛОВЫХ АЛГОРИТМОВ ДЛЯ КАНАЛА ОБРАТНОЙ СВЯЗИ СИСТЕМ ДВУСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ Специальность: 05.02.05 - Роботы, мехатроника и робототехнические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата наук Москва 2011 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Московский государственный технологический университет СТАНКИН. Научный руководитель д.т.н.,...»

«КРУТОВ АЛЕКСЕЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СТАНКОВ ЗА СЧЕТ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДОВ РАСЧЕТА МОДУЛЬНЫХ НАПРАВЛЯЮЩИХ КАЧЕНИЯ Специальность 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2012 Работа выполнена на кафедре Станки в ФГБОУ ВПО Московский государственный технологический университет СТАНКИН Кандидат технических наук, доцент Научный руководитель :...»

«БЕЛОГОЛОВ ЮРИЙ ИГОРЕВИЧ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ТОНКОСТЕННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ (УПРУГОЙ КРОМКОЙ) Специальность 05.02.02– Машиноведение, системы приводов и детали машин АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Братск– 2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Братский государственный университет и ФГБОУ ВПО Иркутский государственный университет путей сообщения. Научный руководитель : Долотов Алексей Митрофанович доктор...»

«Сидоров Михаил Михайлович ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ УДАРНОЙ ОБРАБОТКИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ, ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ В УСЛОВИЯХ СИБИРИ И КРАЙНЕГО СЕВЕРА Специальность 05.02.07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Томск – 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки...»

«КАНАТНИКОВ НИКИТА ВЛАДИМИРОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗУБОСТРОГАНИЯ ПРЯМОЗУБЫХ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС Специальность 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Орел - 2014 2 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс...»

«Дрокин Виталий Вадимович АНАЛИЗ НАГРУЗОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛЕПЕСТКОВОГО ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО ПОДШИПНИКА НА ОСНОВЕ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Специальность 05.02.02 – Машиноведение, системы приводов и детали машин Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Челябинск – 2012 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет). Научный руководитель – кандидат технических наук, доцент...»

«КОЛТУНОВ ИГОРЬ ИЛЬИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ШЛИФОВАНИЯ ВНУТРЕННИХ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОЛЕЦ САМОУСТАНАВЛИВАЮЩИХСЯ ПОДШИПНИКОВ Специальность 05.02.08 – Технология машиностроения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Орел 2007 2 Работа выполнена в Московском Государственном техническом университете МАМИ и Орловском государственном техническом университете ОрелГТУ. Научный консультант заслуженный деятель науки РФ, доктор...»

«БУЯНКИН ПАВЕЛ ВЛАДИМИРОВИЧ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ПЛАТФОРМ И НАГРУЗОК В ОПОРНО-ПОВОРОТНЫХ УСТРОЙСТВАХ ЭКСКАВАТОРОВ-МЕХЛОПАТ Специальность 05.05.06 – Горные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Кемерово - 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева. Научный руководитель - доктор...»

«Панов Владимир Анатольевич РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТА ДВИГАТЕЛЕЙ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ В ЭКСПЛУАТИРУЮЩИХ ОРГАНИЗАЦИЯХ. Специальность 05.07.05 Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2012 Работа выполнена в Московском авиационном институте (национальном исследовательском университете) МАИ Научный руководитель : д. т. н., профессор...»

«БУРДЫГИНА ЕКАТЕРИНА ВАЛЕРЬЕВНА ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ УСТАНОВОК ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ Специальность 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы (Машиностроение в нефтеперерабатывающей отрасли) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа - 2003 2 Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете. Научный руководитель доктор технических наук, профессор Байков Игорь...»

«ШУВАЕВ Вячеслав Георгиевич АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЗАПРЕССОВКИ НА ОСНОВЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОРМИРУЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ Специальности: 05.02.08 – Технология машиностроения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Самара – 2013 2 Работа выполнена на кафедре автоматизации производств и управления транспортными системами федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего...»

«ЯСИН МОХАММЕД ХАМДАН ФИЗИЧЕСКАЯ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ СТАТИКИ И ДИНАМИКИ СТАНИНЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПРОШИВОЧНОГО СТАНКА Специальность: 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2007 г. 1 Работа выполнена на кафедре машиностроения, металлорежущих станков и инструментов инженерного факультета Российского университета дружбы народов. Научный руководитель...»

«ЛОБАНОВ ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ СОЗДАНИЯ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ВЫБОРА ФРЕЗЕРНОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ОБРАБОТКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Специальность 05.02.07 - Технология и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Новосибирск – 2013 2 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении...»

«АЛЕКСЕЕВ СТАНИСЛАВ ПАВЛОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОСРЕДСТВОМ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Специальность 05.02.04 – Трение и износ в машинах АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург 2006 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ) Научный...»

«УДК 62.7.064 Хомутов Владимир Станиславович Улучшение статических и динамических характеристик электрогидростатического привода в области малых сигналов управления 05.02.02 – Машиноведение,системы приводов и детали машин АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2009 Диссертация выполнена на кафедре Системы приводов авиационно-космической техники Московского...»

«Лясникова Александра Владимировна ОБОСНОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТИТАНОВЫХ ДЕТАЛЕЙ В УЛЬТРАЗВУКОВОМ ПОЛЕ С УЧЕТОМ ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ Специальности: 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки 05.09.10 - Электротехнология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Саратов Работа выполнена в ГОУ ВПО Саратовский...»

«Гончаров Кирилл Олегович ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЭКСКАВАЦИОННО-БУЛЬДОЗЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ НА ПРОХОДИМОСТЬ МНОГООСНЫХ КОЛЕСНЫХ МАШИН ПРИ КРИВОЛИНЕЙНОМ ДВИЖЕНИИ ПО СНЕГУ 05.05.03 - Колесные и гусеничные машины АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Н. Новгород 2010 Работа выполнена на кафедре Автомобили и тракторы Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. Научный руководитель : доктор технических наук, профессор...»

«Рачков Дмитрий Сергеевич МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫМИ ПРОЕКТАМИ Специальность: 05.02.22 – Организация производства (строительство) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 –2– Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (ФГБОУ ВПО МГСУ). Научный...»

«Бурлий Владимир Васильевич УДК 622.691.4.052.12 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЛИМИТИРУЮЩЕГО ЕГО РЕСУРС ПОДШИПНИКОВОГО УЗЛА Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (нефтегазовая промышленность) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2013 Работа выполнена на кафедре Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.