Том 11, № 1 (2025): 30.04.2025
Статьи
Выбор марки материала и твёрдости рабочей поверхности зубьев динамически нагруженных зубчатых передач
Аннотация
Цель исследования – совершенствование методик проектирования зубчатых передач. Задачей, решению которой посвящена статья, является установление функциональных зависимостей между твёрдостью рабочей поверхности зубьев зубчатых передач и условиями работы. Методы исследования основаны на теории прочности, теории упругости, механике контактного взаимодействия. Новизна работы заключается в установлении функциональных зависимостей между твёрдостью рабочей поверхности зубьев и основными исходными данными (мощность и частота вращения шестерни); выявлении влияния мощности и частоты вращения шестерни на выбор твёрдости поверхности зубьев. Результаты исследования: проведены расчёты габаритных размеров цилиндрической прямозубой передачи из условия контактной прочности; определены диапазоны значений твёрдости рабочей поверхности зубьев; установлены функциональные зависимости между заданной мощностью, частотой вращения и твёрдостью поверхности зубьев; построена номограмма по определению минимального значения твёрдости рабочей поверхности зубьев в зависимости от мощности и частоты вращения шестерни. Полученные результаты позволяют при заданных значениях мощности и частоты вращения определить минимальную твёрдость рабочей поверхности зубьев и выбрать соответствующий материал и вид термообработки при проектировочных расчётах динамически нагруженных зубчатых передач.
7-13
Моделирование автоматизированной системы коррекции перемещений инструментального центра промышленного робота-манипулятора при выполнении технологических операций по сложному криволинейному контуру
Аннотация
Внедрение робототехнических комплексов значительно увеличивает производительность и безопасность производственных процессов. Однако роботы-манипуляторы не всегда обеспечивают высокую точность выполнения технологических операций из-за кинематической погрешности. Разработка системы корректировки должна учитывать специфику выполняемых операций для обеспечения необходимой точности. В данной работе представлено численное моделирование системы для инкрементального формообразования на базе робота манипулятора KUKA KR90 R2700 и лазерного трекера API Radian R-20, включённого в комплекс для повышения точности позиционирования инструментального центра робота манипулятора. Предложена методика моделирования системы коррекции перемещений роботом и проведена оценка эффективности выбранной методики.
14-26
Увеличение долговечности роторных подшипников газотурбинного двигателя с воздушно-топливной системой смазки
Аннотация
На малоразмерных скоростных летательных аппаратах (ЛА) находят применение турбореактивные двигатели (ТРД) с воздушно-топливной системой смазки. В данных двигателях охлаждение роторных подшипников осуществляется воздухом, отбираемым из компрессора, а смазка – топливом, отбираемым из топливной магистрали. При смазке топливом подшипники в большом диапазоне частот вращения и нагрузок работают в условиях граничного трения, что обуславливает их малую долговечность и небольшой межремонтный ресурс газотурбинных двигателей (ГТД). В данной работе выполнен расчётный анализ влияния на долговечность смазываемых и охлаждаемых воздушно-топливной смесью подшипников их типоразмера, температуры смазочного слоя, частоты вращения и осевой нагрузки. Определены способы увеличения долговечности смазываемых и охлаждаемых воздушно-топливной смесью роторных подшипников ГТД. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании ГТД с воздушно-топливной системой смазки для увеличения долговечности роторных подшипников и, как следствие, межремонтного ресурса двигателей. Полученные в работе результаты – продукт деятельности ОДК.
27-39
Влияние сил упругого псевдопроскальзывания колёсных пар на возникновение ударных импульсов в поезде
Аннотация
Основным вопросом при эксплуатации железнодорожного подвижного состава является безопасность перевозки грузов и пассажиров. В данной статье выделены вопросы влияния неисправностей элементов ходовых частей на напряжённо-деформированное состояние автосцепного оборудования. Выполнены исследования напряжённо-деформированного состояния автосцепки при воздействии ударных импульсов, возникающих в зависимости от скорости движения и параметров пути и вагона.
40-50
Энергетическая математическая модель авиационного блока передачи мощности
Аннотация
В статье предложена энергетическая математическая модель авиационного блока передачи мощности, а также результаты экспериментальных исследований модельного блока передачи мощности на стенде «Диагностика и идентификация гидросистем» кафедры прикладной гидромеханики ФГБОУ ВО УУНиТ. Произведена валидация предложенной математической модели с экспериментом, показавшая хорошую непротиворечивость и достаточную достоверность. Выполнено сравнение энергетической модели блока передачи мощности с существующими и оценены перспективы её применения.
51-61
Определение дополнительных напряжений в коленчатом вале поршневого компрессора от действий вынужденных крутильных колебаний при резонансе
Аннотация
В статье описаны причины возникновения крутильных колебаний в поршневой компрессорной установке, приведён порядок расчёта вынужденных крутильных колебаний при резонансе: построение эпюры крутящих моментов в коленчатом вале, гармонический анализ результирующего крутящего момента, определение амплитуд вынужденных крутильных колебаний и дополнительных касательных напряжений от действий крутильных колебаний. В работе представлен вывод математической зависимости для определения действительных амплитуд крутильных колебаний при резонансе на основе равенства работ возбуждающей гармоники и сил, демпфирующих крутильные колебания.
62-77
Влияние различных методов поверхностного пластического деформирования на многоцикловую усталость образцов с надрезами
Аннотация
В работе приведено исследование влияния различных методов поверхностного упрочнения на предел выносливости ряда образцов. В качестве методов поверхностного пластического деформирования использовались: пневмодробеструйная и гидродробеструйная обработки, алмазное выглаживание, а также обкатка роликом. Анализируются партии образцов круглого поперечного сечения из сталей 30ХГСА, 12Х18Н10Т, ЭИ961, 45 и 20 с концентратором напряжений в виде надреза. Диаметр образцов составлял 10 мм. Установлено, что к бо́льшему увеличению предела выносливости образцов с надрезом приводят алмазное выглаживание и обкатка роликом. Данные методы упрочнения обеспечивают более полное распределение сжимающих остаточных напряжений по глубине нераспространяющейся трещины усталости, чем при гидродробеструйной и пневмодробеструйной обработках. При одинаковом методе поверхностного упрочнения в образцах из сталей с бо́льшим пределом текучести создаются сжимающие остаточные напряжения бо́льшей величины, чем в образцах с ме́ньшим пределом текучести. По результатам данного исследования сделан вывод о том, что для оценки предела выносливости для поверхностно упрочнённых образцов с надрезом следует применять критерий среднеинтегральных остаточных напряжений. Критерий следует определять по толщине опасного сечения, равной критической глубине нераспространяющейся трещины усталости.
78-86
Автоматизация стенда по исследованию магнитного гистерезиса демпфера на основе многослойного магнитореологического эластомера
Аннотация
Широкое использование электронного прецизионного оборудования обусловливает необходимость исследований, направленных на разработку и усовершенствование средств защиты от вибрационного воздействия. В работе представлено исследование демпфера, принцип действия которого основан на использовании «интеллектуального» материала – многослойного магнитореологического эластомера. Интерес к таким устройствам обусловлен возможностью регулировки упругих свойств, размеров и формы рабочего тела с помощью изменения внешнего магнитного поля, а также большой нагрузочной способностью подобных устройств. Эффективность активной виброизоляции, осуществляемой демпфером, определяется качеством его переходных процессов, технологией изготовления и составом многослойного магнитореологического эластомера. Время переходного процесса позволяет определить быстродействие системы, а следовательно, и частоты, в пределах которых устройство может эффективно работать в активном режиме. Результаты исследований показали, что максимальное время переходного процесса составило 106 мс, что соответствует эффективной работе в диапазоне низких частот до 9,5 Гц.
87-95
Определение бокового зазора шестерен планетарного редуктора как источника вибрации в ГТД с использованием сигнала штатного тахометра
Аннотация
Показано, что анализ сигналов штатных тахометрических датчиков входного и выходного валов планетарного редуктора ГТД позволяет оценивать величину бокового зазора зубчатого зацепления пары «солнечная шестерня – сателлиты». Установлена возможность выявления тенденций изменения высокочастотных составляющих, несущих информацию о техническом состоянии редуктора. Полученные результаты существенно упрощают процедуру контроля технического состояния редуктора по исследуемому параметру в условиях эксплуатации.
96-104
Анализ сигналов вибрации малоразмерных авиадвигателей на основе совместного время-частотного метода
Аннотация
Чтобы иметь возможность более глубоко анализировать сигналы вибрации малых двигателей в инженерной практике, команда проекта использовала методы частотно-временного анализа для выполнения конкретной работы. Используя программное обеспечение LABVIEW2022, прикладная программа на основе совместного метода время-частота реализована для изучения сигнала вибрации малого двигателя и определения состояния работы двигателя по соответствующим результатам, чтобы определить, является ли работа двигателя хорошей. Используя метод STFT, метод преобразования Gabor, метод распределения Вигнера, метод CSD, метод адаптивного спектра, метод CWD, метод MIF и метод MIB, соответствующие программы успешно применяются для реализации совместного время-частотного анализа таких сигналов. Вышеупомянутый метод время-частотного анализа позволяет достичь ожидаемого эффекта.
105-117