Методология расчета и динамический анализ турбозубчатых агрегатов главного привода судовых гребных винтов

• Автор: Насонов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 273 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
2. МЕТОДОЛОГИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАНЕТАРНЫХ РЕДУКТОРОВ
2.1. Особенности конструкции. Кинематическая схема
2.2. Разработка расчетной модели корпуса редуктора и его собственные колебания
2.3. Математическое моделирование кинематической части редуктора
2.3.1. Зубчатые зацепления и соединения
2.3.2. Соединительные муфты
2.3.3. Водило
2.3.4. Подшипники скольжения
2.3.5. Валопроводы и дисковые муфты
2.4. Учет контактных взаимодействий в сателлитных узлах
2.5. Собственные колебания редуктора
2.6. Верификация
2.6. Выводы
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТУРБОАГРЕГАТОВ В СОСТАВЕ ГТЗА
3.1. Постановка задачи
3.2. Разработка методик моделирования динамики роторных систем, оценка качества модели
3.3. Особенности колебаний роторных систем
3.4. Построение расчетной модели ротора приводной турбины
3.5. Выводы
4. ДИНАМИКА ПЛАНЕТАРНЫХ РЕДУКТОРОВ В СОСТАВЕ
ТУРБОЗУБЧАТЫХ АГРЕГАТОВ
4.1. Взаимная компенсация возмущающих сил в зацеплениях
сателлитов с центральными колесами

4.2. Влияние неравномерности нагрузки по сателлитам на динамику системы
4.3. Влияние корректировки фазовых соотношений возбуждающих сил со стороны эпицикла и солнечной шестерни
4.4. Влияние перекосов в сателлитных узлах на динамику системы
4.5. Выводы и рекомендации
5. РАЗРАБОТКА ИМПОРТОЗАМЕЩАЮЩЕГО ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ РАБОЧИХ
КОЛЕС ТУРБОАГРЕГАТОВ
5.1. Состояние вопроса
5.2. Структура программного комплекса
5.3. Тестирование, верификация, результаты расчетов..
5.4. Частотные функции, связанность системы, оценка корректности форм резонансных колебаний
5.5. Выводы
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
8 ПРИЛОЖЕНИЯ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Турбозубчатый агрегат представляет собой турбину и редуктор, которые связаны системой валопроводов и установлены на общей раме. Агрегат, предназначенный для привода гребного винта, называется главным турбозубчатым агрегатом (ГТЗА). Динамическими характеристиками ГТЗА в значительной мере определяются виброшумовые параметры кораблей и подводных лодок, на которых данные агрегаты устанавливаются. Этот факт определяет важность и актуальность затрагиваемой тематики.
Схемы современных силовых корабельных установок достаточно разнообразны. Это могут быть дизельные двигатели или паровые и газовые турбины. В 30-х годах прошлого века особенно популярен был электропривод гребного винта. С точки зрения виброшумовых характеристик электропривод является безусловным лидером, но имеет серьезные ограничения по мощности.
Газовые турбины широко применяются на небольших скоростных судах, в основном на военно-морском флоте (десантные катера, минные тральщики, суда на подводных крыльях). Учитывая их малый вес, компактность и быстрый запуск, они во многих случаях становятся конкурентоспособными с дизелями и паровыми турбинами.
На крупных судах, ледоколах, подводных лодках, использующих атомную энергию, для привода гребного винта устанавливаются паровые турбины, причем на одном валопроводе могут быть установлены несколько турбин.

f20 203 Гц f21 204 Гц
f22 207 Гц
Рис. 2.13. 20-я - 22-я формы собственных колебаний редуктора