Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение
Все статьи: 681
Исследование рабочих процессов в рекуператоре энергетической микрогазотурбинной установки
Краткое сообщение
Исследованы рабочие процессы в рекуператоре энергетической микрогазотурбинной установки. Предложена математическая модель и метод расчёта рабочих процессов в рекуператоре. Приведены результаты математического моделирования рабочих процессов рекуператора рассматриваемой установки.
Бесплатно
Исследование режимов работы энергетической микрогазотурбинной установки
Краткое сообщение
Рассмотрены режимы работы энергетической микрогазотурбинной установки. Предложен подход к определению максимальной частоты вращения ротора турбокомпрессора установки, существенно влияющей на его конструктивное исполнение. По результатам математического моделирования получены зависимости характеристик энергетической микрогазотурбинной установки от частоты вращения ротора турбокомпрессора.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты имитационного моделирования переходных и установившихся режимов криволинейного движения быстроходной гусеничной машины с дифференциальным гидрообъемным механизмом поворота и двумя вариантами автоматических систем, работающих на снижение ошибки управления и перегрузки гидрообъемной передачи
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты теоретических расчетов и экспериментального определения теплопроводности, теплоемкости наполненных реактопластов, использующихся в качестве теплозащиты. Предложен наиболее эффективный состав композита.
Бесплатно
Статья научная
Нагруженность гидрообъёмной передачи в механизме поворота существенно влияет на управляемость быстроходной гусеничной машины в целом. С помощью математического моделирования гидравлических процессов появляется возможность исследовать последствия установки гидроаккумулятора в состав гидрообъёмного механизма поворота, оценить правильность выбора параметров на ранней стадии проектирования.
Бесплатно
Статья научная
Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) являются проверенным технологическим средством обеспечения высокой эффективности операции механообработки. В последнее время в машиностроении успешно продвигаются синтетические и полусинтетические смазочно-охлаждающие жидкости. В ряде случаев находят применение гибридные смазочноохлаждающие жидкости, представляющие смеси синтетических и полусинтетических смазочно-охлаждающих жидкостей. В данной статье исследуются технологические ситуации механообработки заготовок из алюминиевых сплавов при функционировании гибридных смазочно-охлаждающих жидкостей в условиях массового производства. Цель проведенных исследований заключалась в выявлении особенностей механообработки заготовок из алюминиевых сплавов в условиях массового производства в среде гибридных высококонцентрированных смазочно-охлаждающих жидкостей в аспекте ресурсосбережения и экологизации. Методика исследования основывалась на оценке потерь объемов смазочно-охлаждающих жидкостей во времени и рабочем пространстве вложенных систем «смазочно-охлаждающая жидкость – централизованная подсистема сопровождения – технологическая система» и выявлении взаимосвязей между технологическими показателями и показателями потерь, т. е. энтропии смазочно-охлаждающих жидкостей. В результате исследований установлены значения взаимосвязи между конструктивнотехнологическими и энтропийными показателями, дана оценка величин энтропийных показателей. Дана характеристика состава потерь смазочно-охлаждающих жидкостей, представляющих связанные между собой распределенные неизбежные потери (энтропия 1-го рода) и одномоментные полные сбросы объемов из централизованных систем (энтропия 2-го рода). Энтропия 1-го рода составляет при обработке заготовок из алюминиевых сплавов 0,67–0,74 от общей энтропии смазочно-охлаждающих жидкостей в данной технологической ситуации. При этом число замен в год варьируется в интервале 0,7–2,0, а срок функционирования составляет 0,5–1,3 года. Такое варьирование вызывает совокупные годовые потери 1300 м3/г. Дано представление о возможности кардинального снижения энтропии синтетических смазочно-охлаждающих жидкостей.
Бесплатно
К анализу червячного зацепления в обобщающих координатах
Статья научная
Описаны задачи анализа червячного зацепления путем управления его обобщенной и локальной областями существования в обобщающих координатах. Представлены результаты анализа червячного зацепления самобло-кирующего дифференциала автомобиля «Урал», позволяющие определить рациональные параметры производящего реечного контура формообразующего инструмента.
Бесплатно
К вопросу определения величины буксования при развороте гусеничной машины вокруг центра тяжести
Статья научная
Статья посвящена исследованию поворота гусеничной машины относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести. Такое движение гусеничных машин стало возможным с внедрением в их трансмиссии дифференциальных механизмов поворота или c применением бортовых схем бесступенчатых трансмиссий. Возможность разворота на месте существенно повысило маневренность как быстроходных гусеничных машин, так и тихоходных промышленных тракторов. Вопросы теории движения гусеничных машин в части разворота на месте (вокруг центра тяжести) изложены в технической литературе недостаточно глубоко, что связано с конструктивными особенностями традиционных механизмов поворота, обеспечивающих минимальный радиус поворота, равный поперечной базе машины, то есть поворот вокруг остановленной гусеницы. Буксование гусеничного движителя относительно опоры (грунта) вносит существенные коррективы в кинематику поворота и особенно поворота вокруг центра тяжести. Результаты полевых испытаний гусеничных машин с дифференциальным механизмом поворота значительно отличаются от теоретических параметров кинематики разворота на месте, однако никому до сих пор не удавалось количественно оценить это различие и теоретически его обосновать. Авторы установили новые аналитические зависимости, наглядно иллюстрирующие многократный рост буксования гусениц при развороте на месте по сравнению с прямолинейным движением. Коэффициент буксования увеличивается до 10 раз, становится невозможным игнорировать его при оценке кинематических расчетов криволинейного движения гусеничных машин. Результаты исследования могут быть полезны научным работникам и конструкторам, занимающимся проектированием гусеничных машин с прогрессивными трансмиссиями и механизмами поворота.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты имитационного моделирования переходных режимов криволинейного движения быстроходной гусеничной машины с независимым гидрообъемным механизмом поворота с целью оптимизации работы фрикционных муфт, являющихся их неотъемлемой и отличительной частью.
Бесплатно
К вопросу повышения устойчивости осесимметричных корпусов в сверхзвуковом потоке
Статья научная
Рассмотрена задача повышения устойчивости осесимметричных корпусов при сверхзвуковых скоростях обтекания. Для улучшения моментных характеристик использовались отклоняемая носовая часть и стабилизирующее устройство, выполненное в виде четырех отклоняемых щитков. Исследования проведены в диапазоне чисел Маха М = 3...10 и углов атаки α = 1.30°. Показана возможность улучшения моментных характеристик корпуса. Рассмотрены особенности влияния отклонения носовой части и щитков на аэродинамические характеристики корпуса.
Бесплатно
К вопросу производства высоких абразивных кругов
Статья научная
Показаны возможные способы формования заготовок высоких абразивных кругов для бесцентрового шлифования. Определены их недостатки и преимущества. Установлена зависимость допустимой скорости вращения круга от надежности сцепления витков многослойной рулонной заготовки. Сделан вывод о целесообразности формования многослойных заготовок методом гидростатического прессования.
Бесплатно
Статья научная
Маложесткими деталями являются такие детали, у которых один из геометрических параметров намного больше, чем все остальные. В работе рассматриваются различные технологии и оборудование для осуществления правки таких маложестких деталей, как фрикционные диски. Внешний диаметр дисков в десятки и даже сотни раз больше, чем их толщина. Такие конструктивные особенности создают сложности при их изготовлении. Задача придания правильной формы детали сложнее, чем соблюдение допусков на размеры. Поэтому иметь технологии и оборудование, которые позволили бы придать необходимую форму маложестким деталям, важно для современного производства. Важно и то, что исследования, проведенные авторами работы, позволяют утверждать, что прогрессивные технологии правки могут создать условия в материале деталей, которые позволяют сохранять правильную геометрическую форму детали после изготовления в течение 1000 часов и более. Отличительной чертой современных технологий правки маложестких изделий является создание динамических воздействий на их рабочие поверхности. В процессе правки на их рабочих поверхностях создаются микропластические деформации разного вида, в том числе изгибы. Циклический характер правки деталей создаёт условия для релаксации остаточных напряжений в материале изделий, что благоприятно отражается на стабилизации их геометрических параметров во времени. При этом при динамической правке изделий в определенных режимах не происходит потерь в эксплуатационном ресурсе работы изделий. Наоборот, правильная форма изделий создаёт условия для увеличения долговечности маложестких изделий. В работе делается попытка обобщить информацию по технологии правки фрикционных дисков на основе исследований, выполненных авторами настоящей работы в разные годы. В статье раскрываются пути совершенствования технологии правки с целью придания изделиям правильной геометрической формы.
Бесплатно
К методике определения сопротивления материалов импульсному нагружению
Статья научная
Приведена оригинальная методика синхронного измерения продольной силы и деформации в контрольном сечении стержня-образца при распространении упругопластической волны. По экспериментальным зависимостям напряжение-деформация-время алюминиевых сплавов и аустенитной стали выявлены два последовательных вида деформирования: упругопластическое при постоянной скорости нагружения и динамическая ползучесть при уменьшении скорости нагружения и разгрузке.
Бесплатно
Статья научная
Описан общий подход к синтезу неэвольвентных зубчатых зацеплений в обобщающих координатах точек поверхностей зубцов исходного звена. Сформулированы общие принципы управления качественными показателями зацеплений в обобщенной области существования с помощью локальных областей существования.
Бесплатно
К расчету динамики гидровинтовых прессов для штамповки с кручением
Статья научная
Приведена динамическая модель гидровинтового пресса с вращающимся инструментом и дифференциальные уравнения движения масс модели для анализа процессов в гидромеханической системе машины на участке рабочего хода.
Бесплатно
Статья научная
Приведены оригинальные конструктивные схемы пневмозатворов -устройств, предотвращающих выбросы агрессивных газов из реакторов в окружающую среду. Разработана физико-математическая модель пневмозатвора вихревого типа и рассчитаны его характеристики, выражающие зависимость удельного массового расхода воздуха от относительной величины давления в реакторе. Предложен метод расчета вихревого пневмозатвора, проиллюстрированный числовым примером. Результаты расчета сопоставлены с данными расчета пневмозатвора эжекционного типа.
Бесплатно
Статья научная
Представлено описание численного решения задачи смазки боковой поверхности поршня двигателя внутреннего сгорания (ДВС), основанное на модели течения сжимаемой смазочной среды, принятой в теории газовой смазки. В работе приняты основные допущения теории гидродинамической смазки, при этом влияние тепловой нагрузки на поршень и учет кавитации и вспенивания смазки проводится путем введения в модель определяющей температуры и параметров газосодержания. Рассмотрено два способа линеаризации задачи, первый из которых использует итерационную процедуру решения на основе метода Ньютона, а во втором используется идея аппроксимационной линеаризации численной схемы, при этом прямоугольные области определения задачи позволяют получить решение в направлении пространственных координат объекта методом переменных направлений. Получены пространственные распределения давлений в слое при возвратно-поступательном движении поршня и его интегральные характеристики, оценено влияние газосодержания и параметров профиля на характеристики смазочного слоя. Проведен сравнительный анализ каждого из использованных подходов. Оценка эффективности выполнена путем сравнения величины времени решения задачи до выполнения условий периодичности с одинаковой точностью показывает некоторую эффективность использования итерационной процедуры - время решения задачи на 25...30 % меньше, чем у альтернативного подхода. Также, косвенно, об эффективности итерационного решения также говорит и интервал значений параметра газосодержания, при которых обеспечивается сходимость численной процедуры решения без изменения шагов сетки. Однако простота реализации численной схемы на основе аппроксимационной линеаризации, легкость обеспечения устойчивости численной задачи с учетом постоянно возрастающих возможностей вычислительной техники позволяют рекомендовать этот подход. Делается вывод о необходимости «калибровки» модели на известном типе двигателя, что обеспечит устранение имеющегося в ней произвола в виде определяющей температуры и газосодержания и сделает возможным расчет будущих модификаций конструкции цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) выбранного типа.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается метод расчета собственных частот крутильных колебаний моторно-трансмиссионной установки транспортных и тяговых машин без составления и решения частотных уравнений.
Бесплатно
К расчёту смазочной системы поршневого двигателя внутреннего сгорания
Статья научная
В данной статье рассматриваются принципы расчёта смазочных систем, включая определение расхода масла, давления, вязкости и производительности масляного насоса двигателя внутреннего сгорания. Приводится ретроспектива развития методов расчета смазочных систем, отмечается тенденция на разработку энергосберегающих решений для современных и перспективных ДВС. Рассматриваются методы уменьшения расхода смазочной жидкости, проблемы в области расчета смазочной системы ДВС. Указывается, что основными узлами трибосистемы, определяющими её надёжность, являются именно опоры скольжения жидкостного трения как части общей смазочной системы двигателя. Следовательно, модель смазочной системы в своей основе должна иметь для опор скольжения, смазываемых под давлением, метод гидродинамического расчёта. Предлагается в моделях смазки сложнонагруженных гидродинамических трибосопряжений двигателей использовать для расчета давлений в смазочном слое вместо уравнения Рейнольдса с допущением о полном заполнении зазора смазочной жидкостью между шипом и подшипником универсальное уравнение для степени заполнения зазора, предложенное Элродом. Результаты решения этого уравнения являются физически обоснованными, что позволит использовать разработанные алгоритмы для моделирования смазочных систем ДВС с учетом динамики и смазки гидродинамических опор скольжения коленчатого вала и других трибосопряжений, смазываемых под давлением, прогнозировать режимы масляного голодания опор. С практической точки зрения такой подход позволит проектировать опоры скольжения и смазочные системы ДВС на новом уровне, снизить потери мощности на привод масляных насосов, не применять насосы с избыточной производительностью.
Бесплатно
К решению упругогидродинамической задачи смазки поршневых колец
Статья научная
Приведен обзор экспериментальных и расчетных исследований поведения масляного слоя в сопряжении «цилиндр - поршневое кольцо». Кроме того, приведены упрощенные модели расчета толщины масляного слоя, а также модели поршневого кольца с учетом возможных перемещений кольца в поршневой канавке.
Бесплатно
