Повышение ресурса рабочих поверхностей эксцентриковых механизмов свободного хода (ЭМСХ) в электростартерах судовых двигателей : главных и вспомогательных

• Автор: Мосур, Владлен Григорьевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 192 с. : ил.

1. Исследование конструкций механизмов свободного хода, применяемых в стартерах судовых двигателей

1.1. Обзор конструкций механизмов свободного хода

1.2. Анализ теоретических и экспериментальных исследований по механизмам свободного хода

1.3. Постановка задачи

2. Теоретическое исследование работы приводов стартеров в судовых двигателях. Конструирование эксцентриковых механизмов свободного хода с упругими элементами
2.1. Пусковые качества судовых двигателей при эксплуатации. Исследование и анализ отказов механизма свободного хода

2.2. Конструирование ЭМСХ с поглощающими упругими элементами

2.3. Обоснование применения поглощающих упругих

элементов в эксцентриковых механизмах свободного хода

2.4. Разработка модели работы ЭМСХ на основе энергетического критерия разрушения

2.5. Теоретическое исследование периодов работы и разработка методики расчёта эксцентрикового механизма свободного хода с упругими элементами
3. Повышение ресурса рабочих поверхностей ЭМСХ за счёт применения в нём поглощающих упругих элементов на основе эластомеров
3.1. Обоснование выбора материалов, применяемых в качестве поглощающих упругих элементов
3.2. Модель работы поглощающих упругих элементов

3.3. Разработка методики расчёта поглощающих упругих
элементов
3.4. Оценка долговечности поглощающих упругих элементов
4. Экспериментальные исследования
4.1. Стендовые испытания поглощающих упругих элементов
4.1. 1. Статические испытания упругих элементов
4.1.2. Динамические испытания упругих элементов
4.2. Эксплуатационные испытания привода стартера с упругими элементами
4.3. Экономическое обоснование применения упругих элементов в приводе стартера
Выводы и рекомендации
Литература
Приложения.

Условные обозначения и сокращения.
- усилие, Н Р - давление, МПа 5 - площадь, м2 Т - температура, К(С")
Тр - температура размягчения полимера
Тс - температура стеклования полимера
Тт - температура плавления
Тм - температура термомеханической деструкции
£х - равновесный модуль высокоэластичности, МПа
Е - модуль упругости
Тл - температура деструкции
сг„ч - предел прочности, МПа
асж. - предел прочности при сжатии, МПа
ат - предел текучести, МПа
а,, - предел усталости, МПа
тср - напряжение среза, МПа
гс - предел прочности при срезе, МПа
е - относительное удлинение, %
Е - модуль упругости нормальный, МПа в - модуль упругости при срезе, МПа V - коэффициент Пуассона а - ударная вязкость, кДЖ/м1 НВ - твёрдость по Бриннелю, МПа НИС - твёрдость по Роквеллу Л - теплопроводность, Вт/(м-К) с - удельная теплоёмкость, Дж!(кг-К)
С, с - жёсткость
а - коэффициент объёмного расширения, 1 /К

другой же стороны заранее обрекает их на ударные явления. В ряде источников [33,35,36,71,78,123,125] удар упоминается как особый режим работы МСХ без смазки, а также не что иное, как трение при заклинивании, что не совсем точно определяет проблему, связанную с износом рабочих поверхностей. Вопрос, связанный с ударом при заклинивании в роликовых МСХ, рассмотрены [78,79]. В. Ф. Мальцевым проведён эксперимент по определению нормальных усилий на площадках контакта роликов и звёздочки. Анализ осциллограмм показывает на то, что с увеличением числа двойных колебаний увеличивается амплитуда удара. Об этом свидетельствует подъём кривых при числе двойных ходов 100 и 200 и резкое увеличение после 500 циклов в минуту. Такой вид скачка на осциллограммах характерен кривым, характеризующим наличие удара при эксплуатации [2,26,51 - 53]. Исследование процессов заклинивания ЭМСХ, проведённые М. П. Гориным также указывают на наличие удара при заклинивании. Об этом также свидетельствуют характерные для удара кривые приведённых осциллограмм.
При заклинивании ЭМСХ изменение скорости его обойм происходит за очень короткий промежуток времени (тысячные доли секунды). Так как другие силы, действующие на заклинивающиеся поверхности, малы по сравнению с крутящим моментом, то этими силами можно пренебречь. Во время заклинивания сопрягаемые детали деформируются. После заклинивания они, в зависимости от упругих свойств, восстанавливают свою форму. В общем виде скорость неупругих тел после удара можно выразить векторным уравнением
и = т,У! -т2У2 /и, + т2
Но в данном случае рабочие поверхности обойм нельзя назвать абсолютно неупругими телами. А абсолютно упругих тел тоже нет, поэтому после заклинивания рабочие поверхности полностью свою форму не восстанавливают. Таким образом, часть кинетической энергии, которой обладали обоймы до заклинивания, тратится на деформацию их рабочих поверхностей. Поэтому, если в конструкции не предусмотрены дополнительные элементы, поглощающие энергию заклинивания, то наибольшая потеря кинетической энергии будет при неупругом ударе, когда тела вовсе не восстанавливаются. Определим в общих чертах эту потерю. Для начала введём обозначения: