CC BY
10УДК 532.5.032
П. Н. Смирнов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
К ПОСТРОЕНИЮ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДИСКОВОГО НАСОСА ТРЕНИЯ
Рассмотрен процесс построения математической модели дискового насоса трения, связанный с разделением гидравлического тракта насоса на характерные полости. Предлагается метод описания характера течения рабочей жидкости в этих полостях.
В настоящее время дисковые насосы благодаря му уравнений импульсов III 1С. В результате будут своим существенным преимуществам перед лопаст- получены напряжения трения от расходной и окружными машинами в области перекачивания двух- ной составляющих скорости рабочей жидкости. Эти и трехфазных сред находят все большее применения в напряжения позволяют интегрировать уравнения дви-различных областях промышленности. Необходимо жения вязкой несжимаемой жидкости в граничных ус-построить математическую модель дискового насоса ловиях торцевой щели и зазора между двумя вращаю-трения, позволяющую предсказывать основные ха- щимися дисками [2]. Решением этой системы уравне-рактеристики насоса и характер течения рабочей ний, состоящей из уравнений Навье-Стокса в проекци-жидкости в нем, что в свою очередь позволит избе- ях на оси цилиндрической системы координат и урав-жать существенных ошибок при проектировании и нения неразрывности, являются поля угловой скорости снизить количество дорогостоящих испытаний. в ядре потока и статического давления. Распределение
Для моделирования дискового насоса предлагается этих параметров по радиусу диска в достаточной мере
разделить всю его рабочую полость на несколько об- описывает характер течения в исследуемых полостях.
ластей, в которых реализованы различные течения [1]. Рассмотрение этих отдельных рабочих полостей в со-
Такими областями являются зазор между неподвиж- вокупности дает представление о течении жидкости в
ной стенкой и вращающимся диском и зазор между гидравлическом тракте дискового насоса трения. двумя вращающимися дисками. I ри этом выходные
параметры одной полости являются входными пара- Библиографические гсьыки
метрами для смежной с ней полости. 1. Степанов А. И. Центробежные и осевые насосы.
Течение в каждой полости необходимо разделить М. : Машгиз, 1960. на течение в пространственном пограничном слое 2. Зайцев В. Ф., Полянин А. Д. Справочник по
(ППС) и течение в ядре потока. Для решения задачи о дифференциальным уравнениям с частными произ-
течении в ППС необходимо проинтегрировать систе- водными первого порядка. М. : Физматлит, 2003.
P. N. Smirnov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
TO THE CONSTRUCTION OF A MATHEMATICAL MODEL OF FRICTION DISK PUMP
The process of constructing of a disk friction pump mathematical model is considering. The hydraulic tract of the pump is divided into specific cavities and a method for describing the nature of the flow of working fluid in them is proposed.
© Смирнов П. Н., 2010
УДК 62-233.3/.9
Е. В. Соловьева, А. А. Иптышев, А. П. Смирнов, Д. Б. Елисеев, Д. В. Вавилов Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛЕБЕДКИ С РАЗНОМОДУЛЬНОЙ ЗУБЧАТОЙ ПАРОЙ ВНУТРЕННЕГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ
Рассмотрен подход к проектированию лебедки с использованием зубчатой пары с разными модулями колес.
Анализ справочной литературы и исследований в их продукции зависит от технологии проектирования
области проектирования и изготовления зубчатых пе- и производства. Известно, что в регионах России,
редач позволяет сделать вывод о том, что повышение территориально удаленных от центров производства и
эффективности проектирования и, как следствие, кон- потребления машиностроительной продукции, в част-
курентоспособности промышленных предприятий и ности в Красноярском крае, производство глобально
Механизмы специальных систем
конкурентоспособных изделий существенно ограничено объемом регионального рынка.
В таких условиях наиболее эффективно мелкосерийное производство с использованием прогрессивных технологий, таких как унификация использования режущего инструмента и диверсификация производства.
Анализ конструкций лебедок показывает, что применение мелкомодульных зубчатых передач стандартного исходного контура ведет к увеличению га -баритных размеров лебедок. Таким образом, для эффективного уменьшения их габаритных размеров и увеличения несущей способности необходимо уменьшить разность чисел зубьев и увеличить модуль передачи, не снижая ее технологичности, что может быть обеспечено за счет использования для формирования зубчатого колеса внутреннего зацепления стандартной шлицевой эвольвентной протяжки. Однако при проектировании подобных передач существуют проблемы, связанные с синтезом зацепления по заданным показателям качества и расчетом конструктивных параметров.
В работе [1] была поставлена и решена задача определения области допустимых значений коэффициентов смещений зубчатой пары исходя из условия минимальной неравномерности вращения для базового варианта зубчатой передачи (см. таблицу) на примере ручной лебедки с одним варьируемым параметром - коэффициентом смещения шестерни.
В результате численных экспериментов, проведенных при помощи пакета Visual Nastran 4D, были получены следующие кинематические характеристики (рис. 1). Отметим, что в модели передачи отклик системы на ступенчатое воздействие силы в виде передаточного отношения представляет собой колебательный процесс, при этом очевидно, что влияние управляющего параметра на неравномерность вращения велико.
Авторским коллективом [2] разработан программный модуль (рис. 2) для моделирования взаимодействия профилей, представленных в виде системы огибающих кривых, который позволяет определить характер и линию взаимодействия между зубьями с учетом однопарного и двухпарного зацепления и проводить выбор оптимальных геометрических параметров по условию заданных кинематических характеристик передачи.
Передаточные отношения
250
S „ 200 ? ==
Z 35 150 й з
5 S 100
tS 50
0
Г. II
|| ||j
ПЙНАДП—пеЛПг
■Вариант 1 (Х1 =0) -Вариант 2 (Х1=0.1) -Вариант 10 (Х1=-0.4)
Время, с
Рис. 1. Кинематические характеристики типовых вариантов зубчатых передач
Рис. 2. Программный модуль анализа взаимодействия зубчатой передачи
В данной работе программный модуль [2] предлагается адаптировать к передачам с внутренним зацеплением, что позволит автоматизировать процесс синтеза геометрических параметров исходя из условия повышения несущей способности привода лебедки с разномодульной зубчатой парой при удовлетворительном уровне кинематических характеристик.
Библиографические ссылки
1. Соловьева О. А., Иптышев А. А. Повышение эффективности проектирования передач с внутренним зацеплением // Современные техника и технологии : материалы IX Юбил. междунар. науч.-практ. конф. Томск, 2004. С. 167-168.
2. Автоматизированный программный модуль для экспорта геометрии зубчатых колес в ОАЭ-среду ЗоИсШогкз : программа для ЭВМ / А. П. Смирнов, Д. В. Вавилов, А. А. Иптышев, Д. Б. Елисеев. Свидетельство о гос. регистрации № 2009613284.
Параметры экспериментальных зубчатых колес
Опыты Параметры
Коэффициент смещения шестерни Геометрические параметры передачи
1 Х = 0 Число зубьев шестерни = 22 Число зубьев колеса = 24 Модуль шестерни ту = 2,25 мм Модуль колеса т2 = 2,5 мм Межосевое расстояние а„ =3 мм Угол наклона зуба шестерни а! = 20° Угол наклона зуба колеса а2 = 30° Коэффициент смещения колеса X = 0
2 Х = 0,1
3 Х = 0,2
4 Х = 0,3
5 X = 0,4
6 Х = 0,5
7 Х = -0,1
8 Х = -0,2
9 Х = -0,3
10 Х = -0,4
Ye. V. Solovyeva, A. A. Iptyshev, A. P. Smirnov, D. B. Yeliseev, D. V. Vavilov Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk
AUTOMATED DESIGN OF LIFTING APPARATUS WITH MULTIMODULAR GEAR SET OF WORM TOOTHING
The approach to design a lifting apparatus applying the gear set with the various wheel modules is considered.
© Соловьева Е. В., Иптышев А. А., Смирнов А. П., Елисеев Д. Б., Вавилов Д. В., 2010
УДК 62-531
А. Н. Трофимов, Ю. О. Абросимова, Л. В. Червячкова Иркутский государственный университет путей сообщения, Россия, Иркутск
ДИНАМИЧЕСКИЕ ГАСИТЕЛИ КОЛЕБАНИЙ КАК ФОРМА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СВЯЗЕЙ
Рассматриваются методологические основы подходов к реализации в механических колебательных системах специфических режимов, которые можно отнести к динамическому гашению.
Традиционные динамические гасители колебаний представляют собой массоинерционные элементы, которые используют упругие свойства пружин, обеспечивающих локальное динамическое воздействие, связанное с уменьшением параметров колебаний в точках контакта [1].
Однако эти процессы при более детальном рассмотрении представляются более сложными. Во-первых, существенное значение имеют параметры места локального размещения динамического гасителя колебаний. Во-вторых, заметную роль играют параметры динамической жесткости в точке контакта. В-третьих, определенное влияние оказывает и сама конструктивно-техническая форма динамического гасителя, поскольку от упругих связей можно перейти к связям инерционного типа, реализуемым через сочленения.
Авторами развиваются методологические основы подходов к использованию динамических гасителей как форм физической реализации обратных связей, вводимых в базовую колебательную систему, что предполагает применение для целей динамического синтеза передаточных функций системы [2]. Также предлагаются соотношения и алгоритмы расчета снижения уровня вибраций в частотных диапазонах динамического гашения.
Библиографические ссылки
1. Елисеев С. В., Нерубенко Г. П. Динамические гасители колебаний. Новосибирск : Наука. Сиб. отделение, 1982.
2. Динамический синтез в обобщенных задачах виброзащиты и виброизоляции технических объектов / С. В. Елисеев, Ю. Н. Резник, А. П. Хоменко, А. А. За-сядко. Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2008.
A. N. Trofimov, Yu. O. Abrosimova, L. V. Cherviachkova Irkutsk State Transport University, Russia, Irkutsk
DYNAMICAL OSCILLATIONS ABSORBERS AS A FORM OF ADDITIONAL TIES
The methodological positions of the dynamical absorbers use are considered. Each dynamical absorber has functions of elements of automatical control system which introduces a form of additional ties.
© Трофимов А. Н., Абросимова Ю. О., Червячкова Л. В., 2010
