Автореферат (1094952), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

3. Разработана и создана комплексная методика низкочастотной балансировки гибких валов и роторов в (N+2) плоскостях коррекции, ориентированная на применение обычных низкочастотных балансировочных станков и основанная на точном детерминировании эпюр распределения начального дисбаланса и точном выполнении заданных динамических условий уравновешенности. Разработано и создано математическое обеспечение, и комплекс программных средств для реализации указанной методики непосредственно в производственных условиях. Разработаны принципы построения технологического процесса балансировки гибких валов и гибких роторов, отвечающих указанной методике

4. Разработана и создана методология прогнозирования начального дисбаланса роторов с центральным валом и диско-барабанной конструкции. Предложенная методология прогнозирования базируется на промежуточных результатах комплексной методики низкочастотной балансировки, при этом для каждого отдельно взятого ротора гарантировано выполняются заданные динамические условия уравновешенности. Данные, полученные таким образом, используются в дальнейшем для расчета начального дисбаланса роторов других типоразмеров, но име­ющих аналогичную конструкцию и изготовляемых по аналогичной техно­логии. Разработаны и созданы математические алгоритмы прогнозирования и расчета начального дисбаланса, как для роторов с центральным валом, так и диско-барабанной конструкции.

5. Теоретически и экспериментально показана возможность прогнозирования начально­го дисбаланса узлов и деталей ротора уже на ранней стадии констру­ирования и разработки технологического процесса. Опытное распределение хорошо аппроксимируется законом Релея, а параметры распределений, экспериментальные и найденные из расчета, достаточно близки. Модули линейных и угловых векторных погрешностей , , подчиняются релеевскому распределению. Значения параметров распределений и для рассмат­риваемых здесь роторов составляют = 310^-5 рад.; = 0,05мм с границами доверительных интервалов (соответствующими вероятности P=0,95): 2,710^-5 рад. ≤ ≤ 3,310^-5 рад.; 0,045 мм ≤ ≤ 0,055 мм. Следо­вательно, предложенная методология прогнозирования точно учитывает основные факторы, влияющие на величину начального дисбаланса. Хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных свидетельствует о возможнос­тях вероятностного расчета дисбалансов, основанного на применении распределения Релея.

6. Указанная комплексная методика адаптирована для применения в производстве. Экспериментальные результаты уравновешивания роторов компрессорных агрегатов «Синтезгаз» говорят о ее высокой эффективности. Динамические прогибы и динамические реакции на опорах ротора снижаются в среднем на 10…20Дб. Результаты экспериментальных работ указывают на возможность полномасштабного внедрения предлагаемых методологии прогнозирования дисбаланса и комплексной методики уравновешивания роторов турбоагрегатов в производство.

7. Разработана методика вероятностной оптимизации низкочастотного уравновешивания роторов турбоагрегатов. В качестве критериев эффективности используются коэффициенты, характеризующие отношение предельных (с заданной вероятностью) значений прогибов или реакций, полученных для отбалансированного к соответствующим параметрам, полученным для ротора в исходном состоянии. Вероятностный анализ эффективности базового и предлагаемых методов уравновешивания показал, что эффективность уравновешивания в (N+2) плоскостях коррекции, т.е. по разработанной здесь комплексной методике, значительно превышает эффективность, достигаемую по базовой технологии. Это позволяет сделать вывод о целесообразности перехода на новые способы уравновешивания.

8. Впервые поставлена и решена задача оптимизации низкочастотного уравновешивания каждого отдельно взятого ротора, распределение начального дисбаланса которого предварительно полностью детерминировано. Разработана и создана методика детерминированной оптимизации низкочастотного уравновешивания роторов турбоагрегатов путем простого перебора и численного анализа всех возможных вариантов уравновешивания. Результаты, полученные в ходе расчета по разработанной методике, позволяют уверенно выбрать такое сочетание параметров уравновешивания, которые отвечают требованиям минимизации целевых функций – коэффициентов динамической эффективности и размеров корректирующих дисбалансов.

9. Разработана и создана методика статистической оптимизации низкочастотного уравновешивания роторов турбоагрегатов, проводимая с учетом разработанной вероятностной и статистической методологии прогнозирования, а также комплексной методики балансировки, путем случайного поиска и ЛП_τ-поиска. Результаты, полученные в ходе расчета, позволяют существенно снизить значения корректирующих дисбалансов, сохраняя при этом динамическую эффективность уравновешивания на достаточно высоком уровне.

10. Сформулированы принципы построения методологии вероятностного и статистического прогнозирования дисбаланса гибких валов и роторов турбоагрегатов в рабочих условиях, с учетом аэродинамического и эксплуатационного дисбаланса, подчиняющегося распределению Релея. Разработана и создана методология вероятностного прогнозирования аэродинамического дисбаланса, определяемого как линейная функция погрешностей установки лопаток – для компрессоров и проходных сечений межлопаточных каналов – для турбины. Разработана и создана методология вероятностного прогнозирования эксплуатационного дисбаланса, определяемого нестабильностью центрирования деталей турбоагрегатов в соединительных элементах.

11. Разработаны математические алгоритмы прогнозирования и расчета аэродинамического и эксплутационного дисбаланса, для реализации указанных выше методик. Результаты, полученные на основании указанных алгоритмом, удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными, и могут использоваться на ранних этапах проектирования и доводки изделий. Анализ полученных теоретических и экспериментальных данных свидетельствует, что стабильность роторов, включа­ющих указанные выше соединительные элементы, можно несколько повысить, включая в технологию их изготовления, та­кие операции, как разгонные испытания или вибронагружение окончательно собранных роторов с последующей их добалансировкой.

12. Показано, что вибрация ротора так же зависит от стабильности его геометрии. Остаточные напряжения в деталях ротора создают дополнительные изгибные деформации, увеличивающие значение динамических прогибов ротора и его дисбаланс. Снизить значение остаточных напряжений возможно методом вибростабилизации. Разработаны и предложены новый метод вибростабилизации роторов турбоагрегатов и устройства для его осуществления: «устройство для вибростабилизации», «генератор крутильных колебаний» (ГКК), которые имеют ряд существенных преимуществ: вибростабилизация проводится не только вала, а узла в целом, что обеспечивает стабилизацию всей конструкции. Существенным является то, что такая схема повышает стабильность центрирования рабочих дисков, а следовательно снижает дисбаланс роторов в условиях эксплуатации; возможность передачи значительных переменных усилий при высокой частоте колебаний, так как ; реальное равномерное распределение переменного усилия по всех поверхности вала ротора.

13. Разработан и создан промышленный образец ГКК, который является регулируемым. Это позволяет регулировать режимы вибростабилизации. Разработаны и предложены математические модели и алгоритмы расчета основных динамических характеристик конструкции ГКК.

14. Разработан и создан уникальный стенд для вибростабилизации роторов турбоагрегатов в сборе, позволяющий проводить стабилизацию формы и геометрии сборных роторов рассматриваемых типоразмеров турбоагрегатов. Стенд адаптирован для применения непосредственно в производственных условиях.

15. Проведенные экспериментальные исследования влияния вибрационного нагружения на стабильность формы и геометрии роторов турбоагрегатов позволяют сделать следующие выводы: вибростабилизация роторов в сборе является эффективным методом борьбы с дисбалансом, а следовательно и с роторной вибрацией; торцевые биения дисков снижаются в среднем 0,01…0,03 мм, что является высоким показателем, если учитывать, что 90% дисбаланса роторов турбоагрегатов связано именно с торцевыми биениями дисков; модули торцевых биений подчиняются распределению Релея, как до вибростабилизации, так и после нее, причем для рассматриваемых здесь конструкций роторов, до вибростабилизации =0,02…0,03 мм, а после вибростабилизации снижается в среднем в 2 раза и составляет =0,012…0,015 мм; оптимальные режимы обработки для стабилизации формы и геометрии роторов: время обработки 5…10мин; возникающие касательные напряжения на валу, от действия динамического крутящего момента 10…12МПа.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в работах:

1. Корнеев Н.В., Глейзер А.И. Дисбаланс и балансировка роторных систем: Учебное пособие. Тольятти: ТГУ, 2004. 240 с.

2. Корнеев Н.В., Кустарев Ю.С. Управление дисбалансом высокоскоростных роторных систем. Учебное пособие (гриф УМО РФ).М.: Компания Спутник+, 2006. 166с.

3. Корнеев Н.В. Методы прогнозирования и снижения вибрации гибких систем турбоагрегатов. Монография. М.: Компания Спутник+, 2007. 156 с.

4. Корнеев Н.В. Задачи оптимизации низкочастотной балансировки гибких роторов. Наука-производству, 2003, №11. – С. 14…15.

5. Глейзер А.И., Гурьянов Д.И., Корнеев Н.В., Губа В.И. Гибкость карданных передач – причина вибрации современных автомобилей. Автотракторное электрооборудование, 2004, №1-2. – С. 7…8.

6. Глейзер А.И., Гурьянов Д.И., Корнеев Н.В., Губа В.И. Задачи теории колебаний автомобиля. Автотракторное электрооборудование, 2004, №3. – С. 3.

7. Глейзер А.И., Корнеев Н.В. Определение оптимальных параметров балансировки с учетом ограничений величин корректирующих дисбалансов. Наука-производству, 2004, №4. – С. 15…16.

8. Корнеев Н.В., Петунин В.П., Буренков К.Е. Диагностика виброактивности силового агрегата автомобиля со встроенным стартер-генератором. Автотракторное электрооборудование, 2004, №5. – С. 17…19.

9. Корнеев Н.В. Оптимизация балансировки гибких роторов с детерминированным дисбалансом. Наука-производству, 2004, №8. – С. 10…12.

10. Патент РФ № 2244755 Н.В. Корнеев, А.И. Глейзер, О.И. Драчев. Устройство для вибростабилизации. Опубл. 20.01.2005. Бюл. №2

11. Патент РФ № 2254173 Н.В. Корнеев, А.И. Глейзер, О.И. Драчев. Генератор крутильных колебаний. Опубл. 20.06.2005. Бюл. №17

12. Корнеев Н.В. Точный комбинированный метод балансировки гибких валов. Экономика и производство, 2004, №6. – С. 64…66

13. Корнеев Н.В. Технология точной балансировки высокоскоростных роторных систем. Техника машиностроения, 2004, №6. – С. 59…62

14. Корнеев Н.В. Алгоритмы автоматизации балансировки коленчатого вала двигателя ВАЗ-2112. Наука-производству, 2005, №5. – С. 3…5

15. Корнеев Н.В. Методология прогнозирования начального дисбаланса турбоагрегатов в условиях сборки. Техника машиностроения, 2006, №3. – С. 72…75.

16. Корнеев Н.В. Методология прогнозирования дисбаланса турбоагрегатов в условиях эксплуатации. Экономика и производство, 2006, №2. – С. 76…79

17. Корнеев Н.В. Многокритериальная параметрическая оптимизация динамических характеристик роторных систем турбоагрегатов. Наука-производству, 2006, №6. С. 44…46 .

18. Корнеев Н.В. Методология прогнозирования дисбаланса деталей и узлов турбоагрегатов. Техника машиностроения, 2006, №4. С. 55…58.

19. Корнеев Н.В. Стабильность геометрии и внутренней структуры материала ротора как фактор надежной работы турбоагрегата. Наука-производству, 2006, №6. С. 39…42 .

20. Корнеев Н.В. Алгоритмы прогнозирования эксплуатационного дисбаланса роторов турбоагрегатов. Экономика и производство, 2006, №3. С. 71…75

21. Корнеев Н.В. Вероятностный подход к проблеме прогнозирования дисбаланса высокоскоростных роторных систем. Техника машиностроения, 2006, №4. С. 59…63.

22. Корнеев Н.В. Программный комплекс вибрационной диагностики роторов турбоагрегатов. Системы управления и информационные технологии, 2006, N3(25), С. 79…84.

23. Корнеев Н.В., Комин А.В. Вероятностная оценка качества уравновешивания гибких роторных систем в производственных условиях. Наука-производству, 2006, №6. С. 34…36.

24. Корнеев Н.В. Методология обеспечения стабильности геометрии валов и роторов турбоагрегатов. Техника машиностроения, 2007, №1. С. 66…69.

25. Корнеев Н.В. Метод и устройство вибростабилизационной обработки для снижения эксплуатационного дисбаланса гибких роторных систем. Известия самарского научного центра, Т. 9, №3, Самара, 2007, С. 707…711.

26. Корнеев Н.В. Технологическое решение проблемы эксплуатационного дисбаланса гибких роторов турбоагрегатов. Известия МГТУ «МАМИ». – М, МГТУ «МАМИ», №2(4), 2007. С. 89…93.

27. Корнеев Н.В. Вероятностная оценка эффективности низкочастотной балансировки гибкого ротора с центральным валом. Объединенный научный журнал, 2003, №29. – С. 11…14.

28. Корнеев Н.В. Параметрическое моделирование при оптимизации балансировки гибких роторов в производственных условиях. Машиностроитель, 2004, №6. – С. 31…34.

29. Корнеев Н.В. Моделирование балансировки гибких роторов. Машиностроитель, 2004, №8. – С. 20…23.

30. Теоретическое и экспериментальные исследования вибрации компрессорных агрегатов «Синтезгаз», вызванной неуравновешенностью их гибких валов и гибких роторов. Отчет о НИР (заключительный)/ТГУ: Рук. Глейзер А.И., ВНТИЦ №ГР.0120.0 407778; Инв. №02.2.00 404131 – Тольятти, 2004. – с. 67

31. Теоретическое и экспериментальные исследования влияния остаточных напряжений на дисбаланс и вибрационное состояние гибких валов и роторов турбоагрегатов. Отчет о НИР (промежуточный)/МГТУ «МАМИ»: Рук. Корнеев Н.В., ВНТИЦ №ГР.0120.0 700380 – Москва, 2007. с. 61

32. Корнеев Н.В. Устройство для стабилизации формы и геометрии валов. Машиностроитель, 2006, №7. – С. 38…39.

33. Корнеев Н.В. Методы совершенствования низкочастотной балансировки высокоскоростных роторных систем. Межвузов. сборник науч. тр. «Колесные и гусеничные машины», Вып. 1, МГТУ «МАМИ», октябрь 2004 – С. 22…41

34. Корнеев Н.В.Устройство стабилизации внутренних напряжений. Машиностроитель, 2006, №7. – С. 36…37.

35. Корнеев Н.В. Программа для точной балансировки гибких валов и гибких роторов. Свидетельство об отраслевой регистрации № 4207, ОФАП РФ, 28 декабря 2004 г.

36. Корнеев Н.В. Оптимизация низкочастотной балансировки гибких роторов по критериям вибрационной надежности и трудоемкости. Сб. научн. тр. «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин», в 2-х томах, Т. 1/25-27 ноября 2003 СамГТУ/ - М., Машиностроение, 2003. – С. 300…304.

37. Глейзер А.И., Корнеев Н.В. Надежность уравновешивания гибких роторов. Сб. научн. тр. «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин», в 2-х томах, Т. 1 /25-27 ноября 2003 СамГТУ/ - М., Машиностроение, 2003.– С. 188…192.

38. Глейзер А.И., Корнеев Н.В. Два способа низкочастотной балансировки гибкого ротора. Материалы Всерос. научно-технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России». Вестник АМИ /22-23 мая 2003/ - Тольятти: ТГУ, 2003. – С. 336…339.

39. Глейзер А.И., Корнеев Н.В. Технология низкочастотной балансировки гибких роторов. Материалы Всерос. научно-технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России»/22-23 мая 2003/ - Тольятти: ТГУ, 2003. – С. 341…345.

40. Корнеев Н.В. Оптимизация низкочастотной балансировки гибких роторов. Материалы Всерос. научно-технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России»/22-23 мая 2003/ - Тольятти: ТГУ, 2003. – С. 388…391.

41. Глейзер А.И., Корнеев Н.В. Особенности уравновешивания гибкого ротора с центральным валом. Сб. научн. трудов «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов ELPID 2003». /11-14 сентября 2003/ - Тольятти: ТГУ, 2003. – С. 208…212.

42. Корнеев Н.В. Алгоритм оптимизации низкочастотной балансировки гибкого ротора с центральным валом. Сб. научн. трудов «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов ELPID 2003». /11-14 сентября 2003/ - Тольятти: ТГУ, 2003. – С. 215…219.

43. Корнеев Н.В. Критерии выбора способов низкочастотной балансировки. Сб. научн. трудов «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов ELPID 2003». /11-14 сентября 2003/ - Тольятти: ТГУ, 2003. – С. 222…226.

44. Корнеев Н.В. Использование интерактивных систем для повышения качества балансировки гибких роторов. Тез. Международной научной конференции «Современные технологические системы в машиностроении (СТСМ)–2003». /18-19 ноября 2003/ -Барнаул: АГТУ имени И.И. Ползунова, 2003. – С. 79…80.

45. Корнеев Н.В. Динамическая модель уравновешивания гибкого ротора. Тез. Международной научной конференции «Современные технологические системы в машиностроении (СТСМ)–2003». /18-19 ноября 2003/ -Барнаул: АГТУ имени И.И. Ползунова, 2003. – С. 81…82.

46. Глейзер А.И., Корнеев Н. В. Среднестатистическая оценка эффективности различных методов балансировки гибких роторов. Сб. научн. трудов «Современные тенденции развития автомобилестроения в России»: В 5 т./26-28 мая 2004/ - Тольятти: ТГУ, 2004. – Т.4. С. 228…233.

-60-

Характеристики

Список файлов диссертации