ДЕМПФИРОВАНИЕМ
4.1. Обоснование необходимости разработки
различных методов и средств
экспериментальных исследований
упругодемпфирующих устройств
Выбор устанавливаемого в данный узел транспортного средства демпфирующего устройства осуществляется, как правило, при доводке транспортного средства или его энергетической установки.
При этом на ряде предприятий отечественной моторостроительной промышленности сложились два традиционных пути вибрационной доводки энергетической установки. Первый путь заключается в том, что в стадии проектирования на штатном изделии предусматривается установка нескольких типов перспективных с точки зрения конструкторов упругодемпфирующих устройств. После изготовления опытных экземпляров изделий производятся сравнительные натурные испытания с этими устройствами. По результатам вибрационных испытаний делается вывод о целесообразности установки того или иного типа демпфирующих устройств.
Второй возможный путь решения задачи заключается во всестороннем исследовании различных типов демпфирующих устройств в статике и динамике, сначала на модельных, а затем на натурных образцах на специально созданных стендах. В процессе исследований необходимо определить:
а) упругофрикционные характеристики различных типов демпферов при их работе в условиях, максимально приближенных к реальным;
б) амплитудно-частотные характеристики динамической системы с демпфером;
в) взаимосвязь УФХ и АЧХ при различных частотах вращения ротора энергетической установки.
Такой путь позволяет найти оптимальные режимы настройки демпфера под заданную динамическую систему с минимальными затратами средств.
Важность экспериментальных исследований статических УФХ демпфирующих устройств продиктовала также потребность практики их изготовления.
Статистика отказов двигателей показывает, что даже при полном соблюдении технологии изготовления демпферов проявляется значительный разброс вибрационных характеристик энергетических установок в целом. Поэтому рекомендуется экспериментальная проверка УФХ демпфирующих устройств для каждого изготавливаемого в серийном производстве демпфера.
В настоящей работе аналитически решено большое число задач, продиктованных потребностями практической эксплуатации энергетических установок. Поэтому необходимо разработать соответствующие стенды и провести экспериментальные исследования для проверки справедливости исходных предпосылок для решения задач и самих методов решения.
Учитывая вышеизложенное, сформулируем основные практические требования к разрабатываемым конструкциям:
• универсальность стенда для решения в одной конструкции возможно большего числа задач;
• простота и точность замеров УФХ и быстрота обработки результатов экспериментов, что предопределяет возможность эксплуатации стенда в условиях серийного производства;
• стенд должен быть прост и технологичен в изготовлении и пригоден для испытаний различных типоразмеров демпфирующих устройств, в том числе модельных и натурных;
• необходимо имитировать различные условия нагружения на практике: одноосное деформирование, имитацию прецессии вала, имитацию воздействия на демпфер статической и динамической нагрузок и т. д.;
• стенд должен обеспечивать полноту получаемой информации об УФХ демпфера и прочее.
При выполнении экспериментальных исследований использовался комплекс разработанного в ОНИЛ-1 КуАИ оборудования для проведения статических и динамических испытаний демпфирующих устройств. Многие стенды, изначально спроектированные большим коллективом инженеров, аспирантов и студентов, автором настоящей работы доработаны для обеспечения возможности проведения корректных исследований.
Ряд методов и средств испытаний, представленных в настоящей главе, защищены авторскими свидетельствами и патентами [44, 47,
56, 99 ] и являются интеллектуальной собственностью автора настоящей работы.
Стенды, варианты их исполнения и модификации различного назначения (для испытания изделий аэрокосмической техники, СЭУ, ЭУ, железнодорожных средств и многое другое) изготовлены и использовались в СГАУ, МГТУ, СамГАПСе, а также на ряде промышленных предприятий (СГНПП «Авиадвигатели НК», п/я А-3556 и др.). Стенды использовались также в учебных процессах вышеперечисленных вузов в рамках УИР и НИРС.