Разработка методов повышения ресурса шестеренных насосов гидротопливных систем

• Автор: Аистов, Игорь Петрович
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 284 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Методы расчета нагруженного состояния деталей и узлов агрегатов

1.1.1. Детерминированные методы оценки нагруженного состояния деталей и узлов агрегатов
1.1.2. Вероятностные подходы оценки нагруженного состояния деталей и узлов агрегатов
1.2. Шестеренный насос как объект исследования нагруженного состояния составляющих агрегат деталей и узлов

1.3. Оценка нагруженного состояния деталей и узлов шестеренных насосов

1.3.1. Конструктивные особенности шестеренных насосов

1.3.2. Существующие методы определения расчетных нагрузок на детали и узлы шестеренных насосов
1.3.2.1. Определение крутящего момента, действующего на вал ведущей шестерни по паспортным данным насоса
1.3.2.2. Определение радиальных нагрузок, действующие на подшипниковые опоры шестеренных насосов
1.3.2.3. Определение момента сил трения в паре трения «торцы зубьев шестерен - подпятник»
1.3.2.4. Определение контактных напряжений, действующих в зубчатом зацеплении шестеренного насоса

1.4. Анализ статистики отказов агрегатов во время их эксплуатации, на примере шестеренных насосов авиационного назначения
1.4.1. Структура и анализ типовых отказов шестеренных насосов авиационного назначения
1.4.1.1. Отказ по дефекту «Колебание давления топлива в двигателе»
1.4.1.2. Отказ по дефекту «Падение оборотов двигателя и его останов»
1.4.1.3. Отказ по дефекту «Не запуск двигателя»
1.4.1.4. Отказ по дефекту «Наличие стружки в фильтре»
1.5. Пути повышения ресурса работы шестеренных насосов
1.5.1. Технологические вопросы изготовления, сборки и ремонта шестеренных насосов
1.5.2. Обзор работ, посвященных исследованиям условий эксплуатации шестеренных насосов и обеспечения их работоспособности
1.5.3. Обзор работ, посвященных оценке ресурса работы шестеренных насосов
1.5.4. Математические модели шестеренных насосов
1.6. Выводы и постановка задач исследования
2. РАСЧЕТ ФАКТИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ШЕСТЕРЕННЫХ НАСОСОВ В СОБРАННОМ ВИДЕ
2.1. Векторно-вероятностное представление первичных погрешностей деталей
2.2. Векторно-вероятностное представление погрешностей изготовления и монтажа деталей шестеренного насоса

2.2.1. Векторно-вероятностное представление погрешностей изготовления корпуса
2.2.2. Векторно-вероятностное представление погрешностей изготовления подшипниковых опор
2.2.3. Векторно-вероятностное представление погрешностей изготовления шестерен
2.2.3.1. Погрешности изготовления опорных шеек
валов шестерен
2.2.3.2. Погрешности изготовления зубчатых венцов шестерен
2.3. Определение положения шестерен в шестеренном насосе
2.3.1. Суммирование первичных погрешностей изготовления и монтажа деталей и узлов
2.3.2. Расчет текущего положения рабочих осей шестерен
2.3.3. Пример расчета суммарных погрешностей
и положения шестерен
2.4. Результаты и выводы
3. АНАЛИЗ ФАКТИЧЕСКОГО НАГРУЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ ШЕСТЕРЕННОГО НАСОСА
3.1. Анализ нагруженного состояния зубчатого зацепления
шестеренного насоса
3.1.1. Определение коэффициента перекрытия
зубчатого зацепления шестеренного насоса
3.1.1.1. Влияние погрешности изготовления и монтажа деталей на коэффициент перекрытия зубчатого зацепления шестеренного насоса

четы запаса статической и усталостной прочности вала ведущей шестерни агрегатов 760Б и 4001 [38].
Таблица
Расчет запаса статической и усталостной прочности
вала ведущей шестерни агрегатов 760Б и 4001
Определяемая величина Обозначение или формула Численное значение
1. Максимальный крутящий
момент, Нм 47Кр тах 18
2. Средний крутящий момент, Нм Мкр 12
3. Амплитуда крутящего момента, Нм А/кр а 6
4. Диаметр расчетного сечения вала
ведущей шестерни, м с1ъ 0,0089
5. Полярный момент сопротивления
рассматриваемого сечения, м3 1Кв~0,2ч/в3 1,44 О'7
6. Максимальные касательные т — м /ж тах кртах в
напряжения, МПа 133
7. Средние касательные напряжения Т =м /ж„ т кр в
цикла, МПа 85
8. Амплитуда касательных Т =М /Ж а кра в
напряжений, МПа 48
9. Коэффициент концентрации
напряжений ах 1
10. Коэффициент чувствительности
к концентрации напряжений О 0
11. Эффективный коэффициент
концентрации напряжений Кх= 1 + *-(ат-1) 1
12. Масштабный коэффициент 0
13. Коэффициент качества
поверхности Р 0
14. Коэффициент снижения
долговечности к„ 1
15. Коэффициент влияния
ассиметрии цикла Ут 0
16. Предел текучести стали
20ХЗМВФ-Ш, МПа
17. Предел выносливости стали
20ХЗМВФ-Ш, МПа X
18. Запас статической прочности пст ~ О.Зтах 4
19. Запас усталостной прочности 3
Таким образом, по существующим методикам, прочностные воз-
можности ведущего вала насоса удовлетворяет необходимым требованиям по его прочности.