Моделирование динамики механизма движения компрессора с учетом зазоров позволяет определить силовые параметры в узлах, необходимые для проведения расчета на статическую и усталостную прочность. В настоящее время эти расчеты проводятся в соответствии с методиками, изложенными в [6], где нормальные и касательные составляющие реакций определяются методом кинетостатики. Однако как показали теоретические исследования, это справедливо лишь в первом приближении. Максимальные значения сил в моменты ударов могут превышать соответствующие значения реакций в механизме без учета зазоров более, чем в 2 раза. Кроме этого, как показано на рис.9, в условиях контактного движения деталей, наблюдаются модулированные высокочастотные колебания циклическим характером нагружения узла. При этом величина реакции периодически изменяется от максимального до минимального значения. Частота этих колебаний определяется скоростью вращения коленвала, значениями зазоров во всех сопряжениях механизма, их режимом трения и тому подобное. Установлено, что ВЧ колебания появляются вследствие того, что движение деталей относительно друг друга происходит не плавно, а "рывками" - из-за влияния зазоров в подшипниках. Таким образом, соотношения зазоров узлов имеют существенное влияния на динамику всего механизма. Этот вывод согласуется с результатами исследований, проведенными в работе [7].
Рис.9. Реакция в шатунном подшипнике II ступени компрессора АГК-56.
Кроме внесения поправки в прочностные расчеты, этот факт необходимо учитывать и при определении ресурса. Несмотря на то, что амплитудное значение колебаний напряжений ВЧ цикла меньше, чем НЧ, число их знакопеременных циклов от влияния зазоров намного больше. Это может привести к более быстрому накоплению усталостных трещин в нагруженных деталях и, как следствие, к уменьшению ресурса.
Информация, полученная при техническом диагностировании компрессора, проведенной в соответствии с [8], позволяет провести прогнозирование его технического состояния по определяющим параметрам до достижения предельного состояния. Использование разработанной математической модели способствуют более точному определению остаточного ресурса всех деталей и узлов машины.
Специалистами экспертной организации ООО НПП "Механик" накоплен достаточный опыт по проведению вибродиагностики различных типов компрессоров (в том числе и поршневых), расчетов на прочность и остаточный ресурс. Распространение установленной взаимосвязи технического состояния отдельных узлов с виброхарактеристиками на разные типы компрессоров в дальнейшем позволит провести нормирование уровней вибрации на отдельных гармониках, а также сформировать логическую модель диагностических признаков для ее использования в экспертных системах. Кроме того, в настоящее время ведется работа по созданию математической модели прогнозирования комплекса динамических, прочностных и трибологических характеристик. При этом расчету подвергаются ударные параметры, силовые взаимодействия деталей, механические напряжения и износ поверхностей трения, полученных в зависимости от заданной наработки объекта в конкретных условиях эксплуатации.
Литература
Сафин А.Х. Тенденции в технико-экономической структуре производства и развитии компрессорного оборудования.- Компрессорная техника и пневматика. 2002. №2. С.4-9.
Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том.1. Теория и расчет / 2-е изд. перереаб. и доп. -М.: Колос, 2000. - 456с.
Захаренко С.Е., Анисимов С.А., Дмитревский В.А. и др. Поршневые компрессоры. - М.;Л. Машгиз, 1961.- 455с.
Гриб В.В., Сафонов Б.П., Жуков Р.В. Динамика механизма движения поршневого компрессора с учетом зазоров в подвижных соединениях. - Вестник машиностроения. 2002. №4. С.3-7.
Береснев В.Н. Некоторые результаты исследований виброхарактеристик поршневого компрессора // Машины и аппараты холодильной техники и кондиционирования воздуха.- Л.,1978..№3. С.164-171.
Видякин Ю.А., Доброклонский Е.Б., Кондратьева Т.Ф. Оппозитные компрессоры.- Л.:Машиностроение, 1979.- 279с.
Сергеев В.И., Юдин К.М. Исследование динамики плоских механизмов с зазорами.- М.: Наука, 1974. -111с.
РД 09-102-95. Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, поднадзорных Госгортехнадзору России.
Приобететение доступа к файлам
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.