CC BY
1УДК: 539.3/.6:629.5
Д.С. Тряпицина, А.В. Костенко
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: [email protected]
К ВОПРОСУ О СОЗДАНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СУДОВОГО ВАЛОПРОВОДА
В работе обоснована и приведена блок-схема экспериментальной установки для исследования динамических характеристик судового валопровода, показана схема теоретических исследований. Показана актуальность разработки интеллектуальной системы контроля динамических характеристик судового ва-лопровода.
Ключевые слова: валопровод судовой, экспериментальная установка, испытания, блок-схема, исследования, динамические характеристики.
D.S. Tryapitsina, А-V. Kostenko
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: [email protected]
ON THE ISSUE OF CREATING AN EXPERIMENTAL INSTALLATION FOR STUDYING THE DYNAMIC CHARACTERISTICS OF A SHIP SHAFT LINE
A block diagram of a experimental installation for studying the dynamic characteristics of a ship shaft line was presented. A diagram of theoretical researches was shown. The relevance to develop an intelligent system for monitoring the dynamic characteristics of a ship shaft line was proved.
Key words: ship shaft line, experimental installation, tests, block diagram, researches, dynamic characteristics.
Валопровод является одним из ответственных узлов судна, подвергающегося воздействиям крутильных колебаний, в том числе резонансных явлений. Проведенные исследования путем моделирования работы валопровода [1, 2] показали необходимость дальнейших исследований в этой области - как теоретических, так и экспериментальных.
Одним из результатов таких исследований является разработка интеллектуальной системы контроля динамических характеристик валопровода, которую возможно будет использовать для балансировки валов в условиях судоремонтных заводов [3].
Цель статьи - разработка структурной схемы экспериментальной установки по исследованию динамических характеристик судового валопровода.
Математическая модель валопровода, как и прочие математические модели технических объектов, составляются с принятием некоторых допущений, не искажающих представление об объекте, но позволяющих обрабатывать данные и получать достоверную информацию о поведении объекта и его свойствах.
Поэтому проведение эксперимента является важнейшей частью исследований, позволяющих получать информацию о поведении объекта, анализировать ее и в конечном итоге подтверждать адекватность разработанной математической модели, которая в дальнейшем будет использована для реализации интеллектуальной системы контроля динамических характеристик валопровода.
Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития
На рис. 1 показана расчетная схема валопровода.
Рис. 1. Расчетная схема валопровода
Как видно из рис. 1, за основу для создания математической модели валопровода взят стержень с двумя участками, каждый из которых характеризуется жесткостью и моментом инерции. Параметры участков вала определяются по характеристикам дизельного двигателя, промежуточных и гребного валов, а также винта с учетом присоединенной воды.
Для определения параметров системы экспериментально необходимо спроектировать экспериментальную установку, содержащую собственно модель валопровода, измерительную часть и оборудование для накопления, обработки и представления результатов исследований. На рис. 2 приведена блок-схема экспериментальной установки.
Рис. 2. Блок-схема экспериментальной установки
Согласно разработанной схеме, представленной на рис. 2, информация от валопровода (реального или уменьшенной модели) снимается при помощи соответствующих датчиков, после чего информация преобразуется в сигнал, удобный для обработки данных в аналого-цифровом преобразователе (АЦП). Далее при помощи специального программного обеспечения выполняется обработка информации и отображение информации. Конструктивно блок обработки данных и отображение информации выполняются на базе ЭВМ, например ноутбука.
В качестве информации, отображающей результаты экспериментального исследования, могут быть:
- график изменения крутящего момента по сечениям валопровода;
- график изменения углов поворота сечений валопровода.
Анализ информации, полученной в результате проведения эксперимента, позволяет решить задачу подтверждения адекватности математической модели валопровода и в дальнейшем определять оптимальные конструктивные параметры и режимы эксплуатации валопровода и судовых энергетических установок. Причем получение адекватной математической модели валопровода позволит выполнять задачу поиска параметров и режимов путем моделирования, что сокращает время исследований и затраты.
На рис. 3 приведена схема теоретических исследований.
Рис. 3. Схема теоретических исследований 22
В руководстве [4] Российского Речного Регистра указаны требования к оформлению и порядку представления материалов по расчету и измерению крутильных колебаний, а также к условиям проведения испытаний с целью определения параметров крутильных колебаний (амплитуд колебаний, напряжений, моментов, в отдельных случаях - температуры).
Создание интеллектуальной системы контроля динамических характеристик валопровода позволит проводить испытания в условиях судоремонтного производства, что является актуальным для Камчатского края, в которым на федеральном уровне предусмотрено развитие судоремонтного кластера [5].
Обеспечение контроля динамических характеристик валопровода является важной задачей, решение которой позволит повысить качество судоремонтных работ в условиях Камчатского края, способствовать проведению научных исследований в этой области и возрождению судоремонта и судостроения на Камчатке.
Литература
1. Царенко С.Н., Молчан А.А., Мхоян А.А. Динамика валопровода гребного винта при линейном режиме разгона // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития: Материалы Четвертой междунар. науч.-техн. конф. (25-26 ноября 2021 г.) / Отв. за вып. О.А. Белов. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2022. - С. 122-126.
2. Царенко С.Н., Улитин Г.М., Труднев С.Ю. Динамика валопровода гребного винта при импульсном воздействии // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2022. - Т. 14, № 5. - С. 748-758.
3. Пожидаева Л.А., Солодиков И.А., Костенко А.В. К вопросу о создании интеллектуальной системы контроля динамических характеристик судового валопровода // Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование: Материалы XIV Нац. (всерос.) науч.-практ. конф. (21-22 марта 2022 г.). - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2023.- С. 83-86.
4. Руководство Р.009-2004. Расчет и измерение крутильных колебаний валопроводов и агрегатов [Электронный ресурс]. - URL: http://gost.gtsever.ru/Index2/1/4293750/4293750153.htm.
5. Возрождение судоремонта и судостроения на Камчатке ведётся по поручению Президента РФ [Электронный ресурс]. - URL: https://kamgov.ru/news/vozrozdenie-sudoremonta-i-sudostroenia-na-kamcatke-vedetsa-po-poruceniu-prezidenta-rf-60813.
