По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 622.51

Анализ определения коэффициента жесткости упругих опор механических систем

Халявкин А.А., канд. техн. наук., ведущий инженер отдела главного механика, ООО «Газпром добыча Астрахань», Астрахань, 414000, Астрахань, ул. Ленина, д. 30, е-mail: akhalyavkin@astrakhan-dobycha.gazprom.ru
Санжапов А.Р., инженер-инспектор, ФАУ «Российский Морской Регистр Судоходства», Астрахань, 414040, Астрахань, ул. Коммунистическая, д. 30/8, е-mail: sanzhapov.ar@rs-class.org
Ауслендер А.Я., старший преподаватель, Астраханский государственный технический университет, 414000, Астрахань, ул. Татищева, д. 16, е-mail: auslender.anna@mail.ru
Ишмухамедов Р.Р., студент, Астраханский государственный технический университет, Астрахань, 414000, Астрахань, ул. Татищева, д. 16, е-mail: rama_662@mail.ru

Работа посвящена исследованию определения коэффициента жесткости упругих опор механических систем (подшипники качения и скольжения, виброопоры, ленточные конвейеры). Рассматриваются способы и методы определения его численного значения теоретическим и экспериментальным путем. Отмечается, что коэффициент жесткости является одним из параметров, который характеризует механические и упругие свойства опор исследуемых механических систем.

Литература:

1. Абрамович, Б. Г., Меркулов, В.А. Экспериментальное исследование работоспособности дейдвудных подшипников на крупномасштабной модели валопровода // Вопросы судостроения. Серия: Технология судостроения. Вып. 15. — ЦНИИ «Румб», 1977. — С. 46–52.

2. Кельзон, А.С. Оптимизация укладки судовых валопроводов / А.С. Кельзон, Н.В. Январев, В.Г. Мурамович // Судостроение. — 1993. — №5. — С. 15–16.

3. Пат. № 1296890 СССР, G1 M13/04. Способ определения жесткости подшипниковых опор / Бойко М.В., Сапрыкин С.А., Полищук О.Ф., Нефедов А.А.: заявитель и патентообладатель Украинский научно-исследовательский институт природных газов. — № 3920542/ 23–27; заявл. 01.07.85; опубл. 15.03.87. Бюл. № 10. — 3 с.

4. Пат. № 1840740 Российской Федерации, МПК G01C 25/00. Способ контроля газодинамической опоры гироскопа / Коваленко А.Я.: заявитель и патентообладатель Государственное унитарное предприятие «Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. акад. Н.А. Пилюгина» (ГУП «НПЦ АП»). — № 3111904/28; заявл. 10.04.1985; опубл. 27.07.2008. Бюл. № 21. — 6 с.

5. Пат. № 1165830 СССР, F16 F 15/04. Гаситель колебаний / Коренев Б.Г., Фатиков В.Р., Балкарей И.М., Болтухов А.А., Ильичев В.А.: заявитель и патентообладатель Московский инженерно-строительный институт им. В.В. Куйбышева. — № 3689978/25–28; заявл. 10.01.1984; опубл. 07.07.1985. Бюл. № 25. — 2 с.

6. Пат. № 1532463 СССР, В 65 G 23/12. Ленточный конвейер / Яковлев Е.Д., Патрик А.А.: заявитель и патентообладатель Производственное объединение «Уралэнергоцветмет». — № 4353388/27–03; заявл. 30.12.87; опубл. 30.12.87. Бюл. № 48. — 3 с.

7. Пат. № 1352115 СССР, F 16 F 15/10. Способ гашения колебаний быстроходного ротора и упругая опора для его осуществления / Гладун А.Д., Узунов А.Д.: заявитель и патентообладатель Московский станкоинструментальный институт. — № 3801302/25–28; заявл. 12.10.84.; опубл. 15.11.87. Бюл. № 42. — 3 с.

8. Миронов, А.И. О возможности возникновения параметрических колебаний в системе валопровода / А.И. Миронов, А.А. Халявкин // Вестник АГТУ, серия «Морская техника и технология». — 2010. — №1. — С. 131–135.

9. Никитушев, В.Е. Метод диагностирования технического состояния дейдвудного устройства / В.Е. Никитушев // Судоремонт флота рыбной промышленности. — 1980. — № 42 — С. 11–13.

10. Халявкин, А.А. Влияние коэффициента жесткости капролона на частоту собственных колебаний валопроводов судов / А.А. Халявкин, В.А. Мамонтов, М.П. Комаров // Вестник АГТУ. Серия Морская техника и технология. — 2012. — №2. — С. 45–50.

11. Халявкин, А.А. Расчет параметрических колебаний валопроводов судов с учетом изменения жесткости кормового дейдвудного подшипника / А.А. Халявкин, В.А. Мамонтов, А.А. Мигунов // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. — 2017. — №4. — С. 108–114. DOI: 10.24143/2073‑1574‑20 17‑4‑108‑114.

12. Халявкин, А.А. Разработка методики определения допускаемых износов дейдвудных капролоновых подшипников на основе расчетов поперечных колебаний валопроводов судов: дис…. канд. техн. наук: 05.08.04 / А.А. Халявкин. — Астрахань: Изд‑во АГТУ, 2014. — 148 с.

13. Мамонтов, В.А. Экспериментальное исследование влияния величины отрыва вала от подшипника скольжения на значение собственной частоты при поперечных колебаниях / В.А. Мамонтов, А.А. Халявкин, Г.А. Кушнер // Проблемы теории и практики современной науки: Материалы VII Международной научно-практической конференции (19 сентября 2016 г.): Сборник научных трудов / Научный ред., д. п. н., проф. Г.Ф. Гребенщиков. — Москва: Изд-во «Перо», 2016. — С. 81–87.

В работах при статическом и динамическом исследовании механических систем, к которым можно отнести конвейеры, насосно-компрессорное оборудование, ротор двигателя, пытаются учесть упругие и механические свойства опор. Под упругостью подразумевается используемый материал и геометрические размеры опор. Вышеуказанные свойства в большинстве случаев в расчетных схемах характеризуются коэффициентом жесткости с размерностью Н/м и Н/м2 соответственно. Однако коэффициент жесткости может быть определен теоретическим и экспериментальным путем.

При проведении экспериментальных исследований на стенде КМВ-200, связанных с исследованием неравномерности распределения нагрузок по длине дейдвудных подшипников [1], значение коэффициента жесткости резинового подшипника скольжения, моделирующего резинометаллический подшипник, принималось C = 4500 кгс/см2 (450 МН/м2). Сам подшипник скольжения рассматривался как упругое основание. Численное значение коэффициента жесткости, как указано в самой работе, было принято на основании проведения дополнительных экспериментальных исследований, которые основаны на зависимости деформации вкладыша от прикладываемой нагрузки.

В работе [2] при анализе влияния упругих свойств дейдвудных подшипников на поперечные колебания судового валопровода и образования трещин в кормовой части судна атомных ледоколов «Арктика» и «Сибирь» расчетная схема представляла собой балку, которая опиралась на два упругих основания и на один упругий опорный подшипник. Сами упругие основания представляли собой последовательно расположенные между собой независимые друг от друга пружины с коэффициентом жесткости k. При моделировании резино-эбонитовых планок дейдвудного подшипника принималось значение коэффициента жесткости C = 230 МН/м (2,30·108 Н/м). С уменьшением значения коэффициента до C = 130 МН/м (1,30·108 Н/м) упругое основание моделируют материалом втулок дейдвудных подшипников, изготовленных из чистой резины.

Можно предположить, что вышеуказанные численные значения коэффициента жесткости были получены экспериментальным путем, который основан в определении деформации (осадки) δ образцов в виде пластин при действии заданной нагрузки P. То есть сами экспериментальные исследования основаны на законе Гука:

Для Цитирования:
Халявкин, Санжапов, Ауслендер, Ишмухамедов, Анализ определения коэффициента жесткости упругих опор механических систем. Главный механик. 2020;6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: