+
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПЛУНЖЕРНОЙ ПАРЫ ТОПЛИВНОГО НАСОСА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ ТОПЛИВОПОДАЧИ COMMON RAIL
стр.5-12
Гаврилов К.В., Худяков В.С., Умурзаков И.К., Подвысоцкая Е.А.
Снижение трения является ключевой задачей современного машиностроения. Снижение трения влияет на эффективность, надежность, экономичность и эргономичность различных машин и механизмов. Одной из главных причин дополнительных энергетических затрат и неисправностей механических систем является износ, вызванный процессами трения. Большинство современных двигателей оснащены системой впрыска топлива Common Rail, обеспечивающей экономию топлива, пониженный уровень выбросов и высокую мощность двигателя. Топливный насос высокого давления является одним из наиболее важных элементов системы впрыска топлива, эксплуатационные характеристики которого критически влияют на производительность всей топливной системы. Плунжер топливного насоса подвергается повышенным нагрузкам, а его условия смазывания являются крайне нестабильными в условиях динамических нагрузок, что ведет к повышенному и преждевременному износу. Технология лазерного микротекстурирования поверхности активно применяется в промышленном секторе, а ее положительное влияние на снижение трения и улучшение противоизносных свойств подтверждено теоретическими и экспериментальными исследованиями. Целью данной статьи является оценка влияния текстурирования на гидромеханические характеристики плунжерной пары, чтобы повысить энергоэфективность топливной системы современных дизельных двигателей. Расчеты проводились в коммерческом программном комплексе ANSYSFluent. Исходя из результатов исследования, применение текстурирования на поверхности плунжера топливного насоса высокого давления может оказывать как положительное, так и негативное влияние на его эксплуатационные характеристики. Поэтому подбор оптимальных геометрических характеристик микрогеометрии является определяющим фактором при эффективном использовании поверхностей с особой топографией в различных машинах и механизмах.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА С ДИФФУЗИОННЫМ КАРБИДНЫМ ПОКРЫТИЕМ
стр.13-20
Веселовский А.А., ТРОЯНОВСКАЯ И.П., Ерофеев В.В.
В работе исследуются напряженно-деформируемое состояние зубчатой пары из высокопрочного чугуна ВЧ 60 с диффузионным покрытием. Мы исследовали три типа диффузионного покрытия: c ванадием, хромом и марганцем. Термодиффузионные покрытия формировались посредством химико-термической обработки исследуемых элементов в контейнере с плавким затвором из порошковой засыпки. Толщина покрытий для всех случаев составляла 50-60 мкм. После зубчатые колеса с покрытием подвергались закалке в защитном слое. Температура повторного нагрева составляла 920-930 ℃. В качестве защитной среды (флюса) использовался сплав оксида ванадия, имеющий температуру плавления 675 ℃. Это позволило сформировать высокую твердость в покрытиях и переходной от покрытия зоне. Поверх диффузионного покрытия посредством металлических щеток наносилось внешнее механическое покрытие. Исследование напряженно-деформированного состояния исследуемой зубчатой передачи проводилось методом математического моделирования с использованием пакета Ansys. Решение контактной задачи позволило получить закон распределения нормальных и касательных напряжений по сечению зубьев. В результате установлено, что максимальные контактные напряжения в полости зубьев сосредоточены в слое термодиффузионного покрытия, прочностные характеристики которого в несколько раз превышают характеристики основного материала зуба колеса. Уровень касательных напряжений под диффузионным слоем оказался в два раза ниже, чем в самом слое. В результате снизился риск образования лунки у основания зубьев и поверхностных трещин, которые быстро приводят к потере работоспособности зубчатого зацепления.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ МОДЕЛЬНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ МОДЕЛИ ТУРБУЛЕНТНОСТИ K-Ω SST МЕНТЕРА НА ПАРАМЕТРЫ ОБТЕКАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ
стр.21-29
Визняк Е.А., Терехин А.А.
Представленные в статье исследования относятся к области аэродинамики летательных аппаратов, они направлены на улучшение точности моделирования отрывных течений с использованием RANS-модели турбулентности. Для проведения исследований использован метод математического моделирования с применением пакета прикладных программ вычислительной гидрогазодинамики. По результатам численного моделирования проведена оценка влияния уменьшения константы a1RANS-модели турбулентности (k-ω SST Ментера) на параметры обтекания авиационного профиля NACA 0012. Исследуемое течение принято несжимаемым, трехмерным, число Рейнольдса Re = 3.106, диапазон исследуемых углов атаки α = 0…15°. Использована гексагональная сеточная модель, пограничный слой выполнен из условия ограничения безразмерного расстояния до стенки Y+ < 3. Для контроля качества сеточной модели подтверждена независимость решения от размерности сетки: исследована сходимость действующей на профиль подъемной силы при систематическом уменьшении размера элемента. Валидация течения в пограничном слое проведена посредством сравнения расчетного безразмерного профиля скорости с эмпирической «функцией стенки». Для оценки влияния значения константы a1 на параметры обтекания проведено сравнение распределения коэффициента давления по поверхности профиля для различных значений a1. Для значения угла атаки α = 15° дополнительно представлены результаты моделирования с использованием модели турбулентности DES (LES/ k-ω SST Ментера), полученные с использованием суперкомпьютера «Торнадо», ЮУрГУ. Полученные результаты подтвердили улучшение результатов моделирования при уменьшении значения коэффициента a1 на 30 % для углов атаки не более α = 15°, что не согласуется с результатами, представленными ранее в публикациях других авторов, прогнозирующих улучшение результатов до α = 30°. Увеличение значения коэффициента a1 на 30 % при α = 15° улучшает результаты моделирования незначительно.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ СТАНКОВ И ОБРАБАТЫВАЮЩИХ РОБОТОВ ОТ СИЛ РЕЗАНИЯ В УСЛОВИЯХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
стр.30-41
Расчет деформаций нежесткого технологического оборудования (специальных станков и обрабатывающих роботов) необходим для прогнозирования достижимости требуемой точности обработки. В настоящее время эта задача теоретически разрешима с применением численных методов расчета, в частности метода конечных элементов, для применения которого используются CAD-модели устройств. Такие расчеты требуют многомиллионных конечно-элементных сеток и выполняются, как правило, на суперкомпьютерах крупных компаний по производству данного оборудования. Применение этого подхода для решения этой же задачи в технологических службах машиностроительных предприятий вызывает как трудности вычислительного порядка, так и трудности с получением CAD-моделей данного оборудования, поскольку они являются технической тайной их производителей. Для преодоления этих трудностей предлагается подход, в основу которого положены три решения. Первое решение связано с отказом от использования полноценных твердотельных CAD-моделей оборудования. Вместо этого предлагается использовать STL-модели, в которых представлены лишь триангулированные поверхности сборок с перемещаемыми друг относительно друга узлами оборудования. Второе решение связано с использованием воксельного подхода и связанного с ним расчета кубических элементов конечно-элементных моделей. Третье решение связано с заменой реальных моделей деталей контактирующих пар приводов подач на их эквивалентные по жесткости модели эквивалентных деталей. Приведены примеры результатов перечисленных видов моделирования оборудования и расчеты его деформаций от сил резания. Показано, что такие расчеты доступны для современных персональных компьютеров технологических служб предприятий и не требуют раскрытия технических тайн производителей технологического оборудования. Данный подход имеет перспективы для использования в продвинутых CAM-системах расчета управляющих программ станков с ЧПУ с учетом влияния таких технологических факторов, как деформации оборудования.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ ВИБРОЗАЩИТНОЕ СИДЕНЬЕ - ОПЕРАТОР ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАКТОРА
стр.42-51
Абызов А.А., Ерпалов А.В., Мухиддинзода К.Д.
Статья посвящена исследованию динамических характеристик виброзащитного кресла и механической системы «кресло - оператор» промышленного гусеничного трактора. Исследования проводились для виброзащитного кресла Sibeco. Система подрессоривания кресла включает настраиваемый по массе и росту водителя пневматический упругий элемент и гидравлический амортизатор, а также податливую подушку. Целью работы является определение нелинейных упругих характеристик системы подрессоривания и подушки, а также характеристик эквивалентного вязкого трения. Упругие характеристики получены при статических испытаниях. При этом на кресло последовательно помещались грузы и регистрировались перемещения. Упругая характеристика стстемы подрессоривания регистрировалась при различных настройках пневматической рессоры. По результатам испытаний получена нелинейная регрессионная зависимость, связывающая усилие на кресле с его перемещением и параметром, характеризующим настройку. Аналогично получена статическая упругая характеристика подушки кресла. Для определения характеристик эквивалентного вязкого трения проведены динамические испытания. Кресло с установленными на нем грузами помещалось на вибростенд. Во время определения характеристик системы подрессоривания подушка кресла демонтировалась. При исследовании характеристик подушки воздух из пневматической рессоры выпускался, система подрессоривания кресла фиксировалась. В процессе испытаний определялись амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) системы. Коэффициенты эквивалентного вязкого трения определялись на основе сравнения расчетных и экспериментальных АЧХ. По результатам испытаний установлено, что динамическая жесткость подушки кресла существенно превышает статическую. Полученные характеристики в дальнейшем будут использованы при разработке динамической модели системы «гусеничный трактор - виброзащитное кресло - тело оператора». Расчетные исследования с помощью модели позволят на ранних стадиях проектирования прогнозировать вибрации на месте водителя, вызванные перемещением опорных катков по звеньям гусеницы, и осуществлять корректировку параметров системы с целью выполнения санитарных норм.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
РАСЧЕТ ДИСКОВОЙ МОДУЛЬНОЙ ФРЕЗЫ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ КОСОЗУБОГО КОЛЕСА КЛАССИЧЕСКИМ (В SOLIDWORKS) И ДИСКРЕТНЫМ ТВЕРДОТЕЛЬНЫМ ТИПАМИ МОДЕЛИРОВАНИЯ
стр.52-62
Проектирование дисковых модульных фрез для нарезания косозубых колес включает в себя определение профиля инструмента. Задача профилирования инструментов, работающих по методу обката, решалась в течение десятилетий с использованием аналитических, графоаналитических и графических подходов. Современная практика проектирования инструментов все более основывается на применении CAD/CAM/CAE-систем. Такие программы, как Solidworks позволяют формировать сложные объемные тела путем протягивания элементарного объемного тела вдоль некоторой направляющей линии. Это соответствует формированию вогнутой поверхности детали выпуклой поверхностью инструмента. Таким образом, в настоящее время появилась основа для решения задачи формообразования фасонных дисковых инструментов с использованием указанных CAD- или CAM-систем. Между тем примеров решения таких задач с использованием CAD-систем в литературе найти не удалось. В работе предложено решение данной задачи для случая
профилирования дисковой модульной фрезы при обработке косозубого колеса. Решение прямой задачи выполнено с использованием одной из наиболее распространенных программ – Solidworks. Обратную задачу удалось решить только с использованием метода дискретного твердотельного моделирования. Наложение исходного CAD-профиля впадины зубчатого колеса на полученную моделированием обработки рассчитанной фрезой подобную впадину колеса показало их качественное совпадение. Следовательно, данное моделирование позволяет применять указанные методы расчета в производственной практике проектных работ по зубообработке.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ANALYSIS OF OPERATING CONDITIONSFOR WHEELED NON-SUSPENDED VEHICLES BASED ON EXPERIMENTAL RESEARCH
стр.63-72
Ryabov I.M., Pozdeev A.V., Erontaev V.V., Timoshin N.V., Diakov A.S., Golubchik T.V., Dygalo V.G., Chudakov O.I., Evseev K.B., Zakirov R.A.
Wheeled unsuspended machines include many slow-moving machines whose transport speed does not exceed 30-40 km/h. A distinctive feature of these machines is that the wheels and axles of these machines are rigidly attached to the frame, with no elastic and damping devices responsible for the smooth running of the vehicle. Examples of unsuspended wheeled machines are tractors, combines, as well as other agricultural, construction and special machines, the operation of which is carried out mainly on roads with uneven pavement. This article is devoted to the analysis of the operating conditions of wheeled non-suspended vehicles based on experimental studies obtained by NATI and other research organizations. Typical operating conditions for suspensionless machines are fields and dirt roads, which are very diverse and can be in different conditions depending on the intensity of operation, repair work and other factors. It was found that most (55%) of the total operating time per year, wheeled tractors carry out transport work, and a smaller (45%) they operate in the fields. The speed of movement of wheeled tractors during most operations in the fields is 5-10 km / h, for harvesting hay and silage crops - 10-15 km / h, for transport operations - 20-25 km / h. An analysis of the heights and lengths of irregularities in fields, dirt and gravel roads showed that their values vary in narrow ranges. It was found that the spectrum of the microprofile changes significantly with increasing speed. This makes it difficult to accurately determine the ranges of the most probable disturbance frequencies.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
