CC BY
66
Секция «Проектирование машин и робототехника»
требований либо узел сильно усложняется, добавляются дренажи перед уплотнением и охлаждающие системы) [2].
На основе проведенного анализа были поставлены следующие задачи:
• исследовать зависимость выходных параметров уплотнения от конструкции, размерностей и материала уплотняющих поверхностей;
• исследовать процесс изменения параметров уплотнения, развивающийся в течение конечного времени в зависимости от скорости вращения вала, рабочей температуры и давления в корпусе ТНА;
• рассмотреть возможность применить альтернативное решение по конструкции подвижных уплотнений, а также определить на основе математической модели требования к физико-механическим свойствам материалов которые могли бы в той или иной степени решить ряд недостатков существующих решений.
В заключение отметим, что многие недостатки отечественных разработок в сфере уплотнений заключаются в недостатке теоретических исследований в данной области и базируются в основном на экспериментальных исследованиях, требующих значитель-
ных финансовых затрат и времени для достижения приемлемого результата.
Является актуальным вопрос разработки математической модели позволяющей снизить количество опытных образцов, требующихся для испытаний, и требует дополнительных исследований в этом направлении.
Библиографические ссылки
1. Дмитренко А. И., Иванов А. В. Анализ уплотнений проточной части насосов и турбин ТНА ЖРД // Научно-технический юбилейный сборник КБ химав-томатики. Воронеж : ИПФ «Воронеж», 2001. С. 364370.
2. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей / под общ. ред. Г. Г. Гахуна. М. : Машиностроение, 1989. 424 с.
3. Иванов А. В. Исследование прирабатывающихся уплотнений роторов турбонасосных агрегатов // Аэродинамика, механика и технология авиастроения : межвуз. сб. науч. тр. Воронеж : ВГТУ, 2000. С. 146152.
© Орлов А. А., 2014
УДК 629.78.05
О. А. Павлова Научный руководитель - С. П. Ереско Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АНТЕННЫХ ПРИВОДОВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Приведено описание конструкции планетарно-волнового редуктора антенного привода космического аппарата, указаны достоинства предлагаемого редуктора в сравнении с применяемыми зубчатыми планетарными и волновыми редукторами.
В последнее время стремительно развивается космические аппараты (КА). Повышаются их энерговооружённость (увеличение количества каналов прием-но-передающей аппаратуры и мощности полезного сигнала) и функциональные возможности КА-увеличение точности передачи сигнала потребителю с наземного объекта, как неподвижному, так и подвижному.
Обеспечение точности зависит от точного наведения приемно-передающих антенн. Наведение и ориентация антенн осуществляется электро-механичес-кими устройствами исполнительной автоматики. Точность позиционирования напрямую зависит от параметров механизмов поворота, в состав которых входит редуктор. При выборе редуктора важны такие параметры как: передаточное отношение, КПД, габариты, момент на выходном валу, люфт или мертвый ход, угловая жесткость. Разработана конструкция планетарно-волнового редуктора, в котором рационально сочетаются достоинства и компенсируются недостатки волновых и планетарных редукторов.
Планетарно-волновой редуктор содержит ведущий и ведомый валы, неподвижное центральное колесо,
водило с тремя сателлитами, установленными под равными углами, относительно общей геометрической оси вращения сателлитов, соединенных с водилом.
В данной конструкции редуктора одновременно в зацеплении участвуют 3 сателлита, соответственно коэффициент перекрытия равен 3, что позволяет передавать большие крутящие моменты, чем зубчатые передачи.
Передача крутящего момента осуществляется через тела качения.
Особое достоинство - высокая износостойкость передачи из-за отсутствия в ней трения скольжения, поскольку фактически передача представляет собой подшипник с волнообразной беговой дорожкой.
Передача отличается тем, что, с целью повышения КПД, ресурса и жесткости, сателлиты выполнены двухступенчатыми.
Внешние ступени сателлитов имеет полусферические углубления и контактирует с неподвижным центральным колесом посредством шариков, расположенных в углублениях основания. Внутренняя ступень контактирует с выходным валом, также посредством шариков.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки
Планетарно-волновая передача отличается тем, что, с целью передачи более высокого крутящего момента и точности передачи крутящий момент передается через тела качения. За счет того, что шарики в лунках совершают только вращательное движение,
снижены биения передачи, а соответственно и шум при работе.
На конструкцию редуктора подана заявка на изобретение.
© Павлова О. А. 2014
УДК 62.347
В. С. Семенов, А. В. Бейльман Научный руководитель - А. А. Фадеев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ «МОТОР-РЕДУКТОР-ГЕНЕРАТОР»
Представлено направление решения научно-технической задачи разработки привода работающего в широких диапазонах изменения скорости вращения и нагрузок и приведены особенности проектного расчета «мотор-редуктора-генератора».
На сегодняшний день практически вся производственная деятельность человечества базируется на преобразовании электрической энергии в энергию механическую. Электромеханические системы [1] занимают центральное место в подавляющем большинстве технических систем. Основная определяющая их функция - преобразование электрической энергии в управляемую механическую, что обеспечивает возможность регулирования параметров механического движения объектов управления (скорость, ускорение, угловое или линейное перемещение, сила, момент и др.).
В настоящее время для аккумулирования энергии все еще широко используются различного типа электрохимические накопители, которым присущи свои недостатки, среди которых можно выделить недолговечность. Поэтому очень важно найти альтернативу таким накопителям, которые отвечали бы определенным требованиям - это долговечность, надежность, габариты. Одним из них может стать механический накопитель на базе маховика [2], совмещенный с электрической машиной, работающей и как двигатель, и как генератор. Такое устройство способно как запасать и хранить механическую энергию, но также и преобразовывать и отдавать ее в форме электрической энергии для дальнейшего использования. Запасается, как правило, кинетическая энергия вращательного движения маховика, который при заряде электромеханического накопителя раскручивается от источника механической энергии. При разряде запасенная механическая энергия преобразуется в электрическую с помощью электродвигателя, работающего в режиме генератора. Получается, что электромеханический накопитель состоит из трех конструктивно объединенных частей - маховика, электродвигателя и генератора.
Предлагаемая нами конструкция мотор-редуктора-генератора (МРГ) представляет собой электродвигатель и редуктор, соединенные в единый агрегат. В зависимости от варианта включения (подачи) управляющего сигнала на обмотки статора, может работать
в режимах редуцирования, мультиплицирования и рекуперации при торможении.
Мотор-редуктор-генератор (см. рисунок) включает: корпус 1, блок управления 2, зубчатые полые шестерня 3 и колесо 4, внутри которых на полых осях 5, 6, закреплённых на корпусе 1 установлены статоры 7, 8 с обмотками 9, 10, на внутренней поверхности шестерни 3 и колеса 4 расположены постоянные магниты 11, 12, на торцах шестерни 3 и колеса 4 закреплены дисковые ступицы 13, 14, которые за счёт пар подшипников 17, 18 вращаются относительно осей 5, 6. Каждая пара ступиц имеет один полый вал 15, 16, которые благодаря подшипникам 19, 20 совместно с шестерней 3 и колесом 4 вращаются относительно корпуса 1. Блок управления 2 с помощью проводов 21, 22 соединен с обмотками статора через отверстия в осях 5, 6.
Мотор-редуктор-генератор
МРГ работает следующим образом: режиме редуцирования - при подаче напряжения от блока управления на обмотку статора возникает электромагнитное поле, которое взаимодействует с постоянными магнитами и создает вращающий электромагнитный момент, который приводит в движение шестерню. Под действием окружной силы происходит передача крутящего момента на колесо. При подаче напряжения от блока управления дополнительно на обмотку
