Контроль и испытания. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение
Статья научная
Выполнена экспериментальная оценка потенциальной возможности использования новой технологии - лазерного текстурирования поверхности в параллельных упорных гидродинамических сегментных подшипниках. Исследовано влияние текстурирования несущей поверхности упорного подшипника на толщину смазочного слоя и коэффициент жидкостного трения. Полученные результаты сопоставлены с аналогичными для нетекстурированного образца.
Бесплатно
Статья научная
В современном машиностроительном производстве существует множество деталей, имеющих как значительные габаритные размеры, так и сложные труднодоступные поверхности для обработки. Изготовление таких деталей производится на специализированном оборудовании, которое имеет такие же значительные габаритные размеры. Однако сложность конструкции ряда деталей, таких как корпус ракетного двигателя, емкости большого объема, неразборные металлоконструкции и т. д., а также их труднодоступность, нивелирует технологические возможности данного оборудования. В настоящее время для обработки таких деталей используют промышленных роботов, оснащенных инструментальными шпинделями. Наличие большого количества степеней свободы данного оборудования, сравнительно небольшие габаритные размеры и обширность рабочей зоны позволяют их эффективно использовать в данной сфере машиностроения. Однако недостаточно изученная жесткость данного оборудования, отсутствие конкретных рекомендаций по их применению значительно ограничивают сферу их применения. Таким образом, вопросы, связанные с взаимным влиянием жесткости технологической системы, силой резания и режимами резания при изготовлении крупногабаритных деталей при помощи промышленных роботов, актуальны и требуют всестороннего исследования. С целью исследования динамических процессов при изготовлении крупногабаритных деталей с использованием промышленного робота проведены эксперименты по определению амплитудно-частотных характеристик вибраций, возникающих в процессе обработки. Экспериментальное исследование позволило установить, что жесткость технологической системы изменяется в широком диапазоне. При этом жесткость детали при импульсной нагрузке отличается от жесткости при фрезеровании не менее чем на порядок, а жесткость шпинделя при фрезеровании отличается от жесткости детали не менее чем на 2 порядка. Исходя из этого в процессе проектирования механической обработки крупногабаритных нежестких деталей при помощи промышленных роботов необходимо учитывать наихудшие условия по жесткости. Целесообразно дальнейшие рекомендации по назначению режимов резания при изменяющихся условиях обработки основывать на учете математического моделирования жесткости элементов технологической системы. Также для автоматизации процесса съема параметров жесткости технологической системы актуальной задачей ставится определение путем тестового определения вибраций на шпинделе промышленного робота и косвенной оценкой микроперемещений на детали.
Бесплатно
Экспериментальное исследование запорного устройства вихревого типа
Статья научная
Современные технологии получения материалов включают химические реакции, протекающие при избыточном давлении и высоких температурах, сопровождающиеся фазовыми переходами. Такие процессы протекают в аппаратах сернокислотного производства, гетерогенного катализа и химического синтеза, в аппаратах для сушки, обжига и плавления сыпучих материалов и других печах. Рассматриваемые технологические процессы сопровождаются загрузкой сыпучего материала во внутреннюю полость аппарата - реактор. При этом окно загрузки материала герметизируется, как правило, механическим запорным устройством, которое открывается в стадии технологического процесса, сопровождающегося загрузкой сырья в реактор. При этом герметичность реактора нарушается и возможен выброс газов в окружающую среду, что несет угрозу здоровью рабочего персонала и экологии в целом. Данная статья посвящена экспериментальному изучению газодинамических характеристик потока воздуха на срезе кольцевого сопла пневматического запорного устройства вихревого типа. В работе приведен анализ методов изучения гадрогазодинамических параметров вихревых течений с обоснованием выбора метода изучения, а также описание лабораторной установки и контрольно-измерительной аппаратуры для исследования. В результате исследований получены распределения полного давления от осевой составляющей скорости и проанализирована его структура. Также построены диаграммы распределения осевой составляющей скорости активного воздуха в исследуемом сечении и получено уточненное распределение скорости вдоль радиуса сопла. Полученные в ходе исследования результаты свидетельствуют о работоспособности аппарата, могут быть применены при физико-математическом описании рабочего процесса вихревого пневматического затвора, а также при разработке методики оптимального профилирования устройства.
Бесплатно
Экспериментальное исследование работоспособности газодинамического подшипника
Статья научная
Вопрос работоспособности высокоскоростных турбомашин напрямую связан с процессами, происходящими в опорах - газовых подшипниках скольжения. Наиболее распространенной конструкцией таких опор является многолепестковый подшипник. Одно из главных направлений исследований заключается в разработке конструкции, обеспечивающей надежную работу подшипника. Одно из ключевых отличий от жидкостных опор - долговечность газовых подшипников - напрямую зависит от количества циклов пусков и остановов. Период пуска турбомашины представляет собой наиболее тяжелый режим работы лепестковых газодинамических подшипников. Критической особенностью этого режима является недостаточное формирование газового слоя на малых скоростях вращения. Нагрузка на рабочие поверхности опоры оценивается как номинальная, равная весу ротора. Если режим пуска турбомашины пройден, то в дальнейшем, при наборе оборотов, она будет работоспособна. Исследование переходного режима при запуске требует комплексного подхода, включающего как теоретические, так и экспериментальные исследования. Данная статья является продолжением теоретических исследований для лепестковых газодинамических подшипников с пакетом взаимоперекрывающихся лепестков. Основные параметры, обеспечивающие работоспособность таких опор, включают в себя: скорость всплытия вала в момент пуска и значение силы, действующей на опору. В рамках данного исследования разработана экспериментальная установка, с помощью которой получены значения скорости всплытия вала в зависимости от силы статического нагружения. Проведены серии опытов при различных вариациях начальных нагрузок, вплоть до критического значения. Результатом опытов являются значения допустимых статических нагрузок и диапазон значений скорости всплытия вала. Это исследование позволяет облегчить дальнейшие параметрические исследования при математическом моделировании процессов, происходящих в газодинамических подшипниках.
Бесплатно
Статья научная
На сегодняшний день тенденции автотракторостроения направлены на создание надежных систем, обеспечивающих гарантированные показатели при их эксплуатации. На первый план выходит вопрос форсирования двигателя при сохранении его габаритных размеров. Значительную прибавку мощности обеспечивает газотурбинный наддув. Вместе с тем турбонаддув создает множество проблем, связанных с наличием высокопрецизионных систем, требующих обеспечения качественной и непрерывной смазки. Помимо этого, в двигателе с турбонаддувом повышаются удельные и абсолютные нагрузки. Из-за чрезмерных нагрузок весомо уменьшаются сроки проведения технического обслуживания. Преодолеть перечисленные недостатки позволяет установка автономной смазочной системы с независимым электроприводом электронасоса системы смазки. Данная система позволит контролировать температурные режимы при любых возможных условиях эксплуатации. Исходя из обоснованного выше, целью исследования выступает теоретический и экспериментальный анализ расхода масла через подшипник турбокомпрессора (ТКР) при варьировании величины входного давления и оборотов вала ротора турбокомпрессора при постоянной температуре входного масла 50 °С. Основой теоретических исследований является обоснование математического аппарата для определения расхода масла через подшипники турбокомпрессора. В методической части статьи представлена автономная система смазки и экспериментальный стенд. Также показан турбокомпрессор с установленными на него датчиками и измерительными устройствами. Для обработки экспериментальных данных выбрана программа SigmaPlot и составлена матрица многофакторного эксперимента. В результате экспериментальных исследований получены точечные данныеконтроля расхода масла через подшипник турбокомпрессора в пределах варьирования 25000…75000 мин-1. В практике эксплуатации можно использовать высокое компенсаторное свойство механизма увеличения давления для повышения границ эффективности смазывания подшипника турбокомпрессора.
Бесплатно
Статья научная
Приводится описание гравиметрического метода определения выбросов твердых частиц с отработавшими газами дизельных двигателей и реализующего этот метод испытательного комплекса. Изложены результаты экспериментального определения выбросов твердых частиц с отработавшими газами дизелей производства ОАО «ПО Алтайский моторный завод» (АМЗ) одного типоразмерного ряда.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты экспериментальных исследований изменения токсичных компонентов отработавших газов автомобильного двигателя в зависимости от обработки топлива и воздуха магнитным полем противоположной полярности.
Бесплатно
Статья научная
При создании новых образцов транспортных и технологических мобильных машин важно обеспечить выполнение санитарных норм по вибрациям на месте водителя. Виброзащитные сиденья широко используются для уменьшения вибраций, передаваемых от двигателя и ходовой части машины на рабочее место оператора. Для обоснованного выбора параметров сиденья при проектировании машины применяют математическое моделирование. Виброзащитное сиденье вместе с телом оператора образуют единую динамическую систему, поэтому математическая модель должна включать как виброзащитное сиденье, так и тело оператора. В статье представлен обзор математических моделей, описывающих вертикальные колебания тела сидящего человека. Описана экспериментальная установка для изучения динамики человека-оператора, находящегося в виброзащитном сиденье. Установка включает электродинамический вибростенд, на который установлено сиденье, управляющую и регистрирующую аппаратуру. Исследования проводились для виброзащитного сиденья Sibeco. В процессе испытаний основание кресла совершало вертикальные гармонические колебания с плавно увеличивающейся частотой, при этом амплитуда виброускорений поддерживалась постоянной. Акселерометры, установленные на элементах сиденья, на специальном диске, находящемся на подушке сиденья и на теле оператора, регистрировали колебания этих элементов. В результате обработки результатов эксперимента получены передаточные функции, связывающие амплитуды перемещений различных элементов модели с перемещениями основания в заданном частотном диапазоне. Эксперименты проводились с участием испытателей, имеющих различную массу тела. Предложена математическая модель, описывающая вертикальные колебания системы «виброзащитное сиденье - тело оператора». Инерционные и упруго-демпфирующие характеристики элементов сиденья были определены ранее в ходе специальных испытаний. На основании сопоставления расчетных и экспериментальных данных уточнены параметры элементов модели, описывающих тело оператора. Полученные в ходе исследования параметры математической модели будут использованы в дальнейшем для расчетных оценок вибронагруженности рабочего места оператора.
Бесплатно
Экспериментальные исследования рабочего процесса кавитационного смесителя
Статья научная
Рассмотрен рабочий процесс струйного насоса в режиме развитой кавитации и с малыми коэффициентами эжекции. Показано, что в этих условиях струйный насос выполняет функции кавитационного смесителя. Экспериментальными исследованиями подтверждена возможность формирования в проточной части камеры смешения прыжка перемешивания, переводящего сверхзвуковой парожидкостный поток в дозвуковой поток капельной жидкости и обеспечивающий вместе с кавитационным воздействием наиболее полное взаимопроникновение компонентов смеси. Результаты экспериментов сопоставлены с данными расчетов.
Бесплатно
Экспериментальные исследования реологических свойств всесезонных моторных масел
Статья научная
Выполнены исследования реологических свойств всесезонных моторных масел класса SAE 10W-40. Показано, что снижение вязкости при сдвиге может достигать 26 %. Рассчитаны параметры степенного реологического закона для моторных масел. Результаты этих исследований могут быть полезны специалистам, занимающимся проектированием двигателей внутреннего сгорания.
Бесплатно
Статья научная
Приводится методика и результаты экспериментального определения параметров, характеризующих упругие свойства коленчатого вала и блок-картера дизельного двигателя
Бесплатно
Статья научная
Повышение электрофизических параметров изоляционных пропиточных материалов является эффективным способом улучшения эксплуатационных свойств электротехнических устройств, применяемых в различных отраслях промышленности. Одним из путей повышения электрофизических параметров является введение в пропиточные лаки неорганических соединений с высокими электрофизическими характеристиками.
Бесплатно
Энергетический критерий разрушения для оценки усталостной прочности конструкций с эластомерами
Статья научная
Приведены результаты экспериментальных исследований зависимости полной энергии диссипации и энергии теплозарождения от условий нагружения резинометаллических образцов. Обоснована возможность использования энергетического критерия для оценки усталостной долговечности эластомерных конструкций.
Бесплатно
