Повышение достоверности вычисления коэффициента жёсткости «Беличьего колеса» опор роторов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Ракетно-космические двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования летательныхаппаратов

Библиографические ссылки

1. Белоусов А. И., Балякин В. Б., Новиков Д. К. Теория и проектирование гидродинамических демпферов опор роторов / под ред. А. И. Белоусова. Самара : Изд-во Самар. науч. центра РАН, 2002. 335 с.

2. Теория и проектирование опор роторов авиационных ГТД / В. Б. Балякин, Е. П. Жильников, В. В. Макарчук, В. Н. Самсонов. Самара : Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007. 254 с.

3. Барманов И. С. Исследование динамики авиационного шарикового радиально-упорного подшипника качения / СГАУ. Самара, 2010. 61 с. Деп. в ВИНИТИ Рос. акад. наук. 29.11.2010. № 664-В2010.

References

1. Belousov A. I., Balyakin V. B., Novikov D. K. Teoriya and design of hydrodynamic dampers of support of rotors / under the ed. of A. I. Belousova. Samara : Samara scientific center of Russian Academy of Sciences, 2002. 335 p.

2. The theory and design of support of rotors of aviation GTD / V. B. Balyakin, E. P. Zhilnikov, V. V. Makarchuk, V. N. Samsonov. Samara : Publishing house Samara State Aerospace University, 2007. 254 p.

3. Barmanov I. S. Research of dynamics of the aviation ball bearing / SSAU. Samara, 2010. 61 p. Dep. in Russian Institute of Scientific and Technical Information of Russian Academy of Sciences, 29.11.2010, № 664-B2010.

© EapMaHOB H. C., 2013

УДК 621.4

ПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЖЁСТКОСТИ «БЕЛИЧЬЕГО КОЛЕСА» ОПОР РОТОРОВ

И. С. Барманов

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет) Россия, 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34. E-mail: [email protected]

Для определения коэффициента жёсткости беличьего колеса наибольшее применение нашла формула С. И. Сергеева. В работе приведены результаты, согласно которым было показано, что применение данной формулы для расчета упругих элементов опор роторов авиационных двигателей ограничено. Это связано с погрешностями вычисления, которые могут достигать 80 %. Для повышения точности вычисления коэффициента жесткости авиационных упругих элементов типа «беличьего колеса» вводятся поправочные коэффициенты.

Ключевые слова: опора, ротор, упругий элемент, жёсткость

INCREASE OF CALCULATION RELIABILITY OF RIGIDITY COEFFICIENT OF A «SQUIRREL WHEEL» SUPPORT OF ROTORS

I. S. Barmanov

Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolev (National Research University) 34, Moskovskoie shosse, Samara, 443086, Russia E-mail: [email protected]

For determination of a rigidity coefficient of a squirrel wheel the greatest application was found by Sergeyev's formula. Results according to which it was shown that the application of this formula for calculation of elastic elements of rotors support of aviation engines is limited are given in the work. It is connected with calculation errors which can reach 80 %. For increase of calculation accuracy of rigidity coefficient of aviation elastic elements of a «squirrel wheel» correction coefficients are entered.

Keywords: support, rotor, flexible element, stiffness

Наибольшее практическое применение для определения коэффициента жёсткости упругих элементов типа «беличьего колеса» нашла формула, предложен-

nEbh (b2 + h2)

ная С. И. Сергеевым [1] c =---, где n -

2l|

количество балочек; b, h, l6 - соответственно ширина, толщина и длина балочек; E - модуль Юнга материала. Позднее в данную формулу им же был введен по-

правочный коэффициент &ь и выражение для коэффициента жёсткости приняло следующий вид:

nEbh (Ь2 + И2) nEbh (2 + И2) 1

2/б 1 2/б (1 + 2<М11б)

Для конструкций упругих элементов авиационных газотурбинных двигателей данная формула даёт существенную погрешность при вычислении коэффици-

Решетневские чтения. 2013

ента жесткости. Более того, данная формула не учитывает величину радиуса скругления пазов г. Ранее были проведены исследования по влиянию радиуса скругления пазов на коэффициент жёсткости, на основании которых был получен поправочный коэффициент к2 = 1/1 - 8,2 (1б/к) 135 г/Ь . Полученный коэффициент к2 позволяет с достаточно высокой степенью точности учитывать радиус скругления пазов упругого элемента.

С целью дальнейшего совершенствования формулы были оценены границы её применимости для авиационных упругих элементов. Дело в том, что габаритные размеры опоры авиадвигателей ограничены, и все геометрические размеры упругих элементов, как правило, укладываются в некоторый диапазон. Для данного диапазона проводились численные исследования и была построена зависимость безразмерного коэффициента жёсткости = с/с0, где с0 - коэффициент жесткости, определяемый методом конечных элементов для нулевого радиуса скругления; с - коэффициент жесткости, определяемый по формуле от безразмерной длины балочек Ьб = 1б/к (см. рисунок).

Cs

1,2

0,8

у

X*

f

/

/ /

/ /

/

г

/

/

г

10 20 30

Зависимость cS от L6

Ls

-б

коэффициентов жёсткости. При безразмерных длинах балочек Ьб < 20 значения коэффициента жёсткости могут отличаться до 80 %. Поэтому применение формулы С. И. Сергеева для расчёта упругих элементов авиационных газотурбинных двигателей ограничено. Чтобы уменьшить погрешность вычисления предлагается ввести поправочный коэффициент. Поправочный коэффициент был получен на основе аппроксимации зависимости относительного коэффициента жёсткости от безразмерной длины балочек Ьб, которая была получена на основании численных решений. Полученная зависимость хорошо аппроксимируется полиномом третьей степени, достоверность аппроксимации составила 99,9 %. Выражение для поправочного коэффициента имеет вид

'/ (с

k = 1/(0,000095L36 - 0,00864 + 0,27L6 - 1,825) •

В итоге можно сказать, что полученные поправочные коэффициенты позволяют существенно расширить границы применимости формулы С. И. Сергеева, и в частности повысить достоверность вычисления коэффициента жёсткости авиационных упругих элементов.

Библиографическая ссылка

1. Барманов И. С. Методика расчёта коэффициента жесткости авиационных упругих элементов // Самолетостроение России. Проблемы и перспективы : симпозиум с междунар. участием. Самара : СГАУ, 2012. C. 59-60.

Reference

1. Barmanov I. S. Metodika raschjota kojefficienta zhjostkosti aviacionnyh uprugih jelementov // Samoljotostroenie Rossii. Problemy i perspektivy : simpozium s mezhdunar. uchastiem. Samara : SGAU, 2012. C. 59-60.

© Барманов И. С., 2013

Показано, что формула С. И. Сергеева может давать как завышенные, так и заниженные значения

УДК 621.755

ПЕРСПЕКТИВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ УЗЛОВ И АГРЕГАТОВ АВТОМАТИКИ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Я. В. Бочерикова, А. Е. Савина

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected]

Проведен анализ перспективного технологического оборудования, используемого для обработки узлов и агрегатов автоматики, представлены основные критерии, определяющие его выбор.

Ключевые слова: технологическое оборудование, узлы и агрегаты автоматики, основные критерии.