ИНЖЕНЕРНЫЙ ВЕСТНИК

В данной статье рассматриваются три наиболее часто встречающихся типа механизмов параллельной структуры, реализующих движение выходного звена в плоскости. В подавляющем большинстве работ, посвященных исследованию таких механизмов, на структуру манипуляторов накладываются различные геометрические ограничения, например, кинематические пары, закрепляемые на неподвижном основании, размещаются в вершинах правильного треугольника. В данной работе представлены уравнения связи и решения обратной задачи о положениях для данных механизмов, позволяющие задавать любые геометрические параметры механизмов и произвольное расположение системы абсолютных координат. Это позволяет получить идентичные уравнения связей для всех кинематических цепей манипулятора, а также легко изменять параметры модели механизма при исследовании его кинематики.

На основе серии многофакторных численных экспериментов были исследованы зависимости  изменения напора и гидравлического к.п.д. двухъярусного рабочего быстроходностью n_s=90. Определение гидродинамических характеристик потока в рабочем колесе насоса для различных вариантов геометрии лопастей второго яруса проводилось численным методом при использовании программного комплекса ANSYS CFX. Анализ полученных данных позволил визуально оценить параметры потока в межлопастном канале для исследуемых вариантов, а также показал, что увеличение напора колеблется от 5 до 24%, при этом гидравлический к.п.д. снижается от 1,2 до 3,5%. Были получены уравнения множественной регрессии, устанавливающие связь между изменением напора/к.п.д. и описанными выше геометрическими параметрами лопасти второго яруса.

Проведены экспериментальные исследования осевых предвключенных устройств с неподвижной решеткой вокруг шнеков (ОВС). Описываются два устройства: в составе центробежного насоса и одиночное. Приводятся энергетические, кавитационные характеристики и осцилограммы низкочастотных пульсаций давления за одиночными ОВС и шнеком. Отмечается, что в области малых подач ОВС работает с пульсациями, амплитуда которых значительно меньше, чем для шнека. Проведено численное моделирование течения в ОВС. Для этого использовался программный комплекс Flow Vision 2.5. Созданы твердотельные модели шнека переменного хода и неподвижной решетки ОВС. Выяснено, что перед шнеком и за ним развиваются обратные течения. На выходе обратный ток движется вдоль втулки и занимает примерно половину высоты лопасти шнека. Получено распределение статических давлений на поверхности лопасти шнека. Выполнен приближенный расчет срывного режима кавитации для насоса с ОВС. Доказано, что ОВС по своим показателям превосходит обычный шнек.

В статье рассматриваются вопросы, связанные с применением в авиационных гидросистемах (ГС) отечественных самолетов рабочих жидкостей (РЖ) иностранного производства. Использование иностранных аналогов российских РЖ в ГС российских летательных аппаратов в настоящее время регламентирует руководящий технический материал «Перечень зарубежных горюче-смазочных материалов, рекомендованных к применению на авиатехнике отечественного производства», предусматривающий замену в определенных случаях и на ограниченное время. В основе решения о допуске иностранного аналога к постоянной эксплуатации в ГС с агрегатами, разработанными для основной РЖ, должен лежать апробированный "Комплекс методов квалификационной оценки рабочих жидкостей для ГС самолетов и вертолетов". В статье предлагается метод сравнения  смазочных свойств различных РЖ на модели торцового уплотнения.

В статье анализируются закономерности взаимодействия потока рабочей жидкости на регулирующий элемент гидроусилителя в системе «регулируемый дроссель – нерегулируемый дроссель». Аналитическими методами установлено, что при некоторых сочетаниях параметров на силовой характеристике гидроусилителя появляется зона трёхзначности, когда одному и тому же значению управляющего воздействия соответствуют три значения давления в междроссельной полости. Даны рекомендации по выбору конструктивных параметров гидроусилителя (диаметра золотника, жёсткости пружины), исключающие появление зоны трёхзначности. Результаты теоретических исследований подтверждаются экспериментальными данными.

В статье рассмотрены насосы для объемного гидропривода, способные развивать сверхвысокое давление от 70,0 МПа до 200,0 МПа, а в отдельных исполнениях до 600,0 МПа. К таким гидромашинам относятся насосы с ручным (мускульным), механическим и пневматическим приводом. Приводится описание насосов рычажно-поршневого типа, аксиально-поршневых микронасосов, серии радиально-поршневых насосов специального исполнения, плунжерных насосов с кривошипно-шатунным механизмом и поршневых насосов бустерного типа с пневмоприводом. Рассмотрены особенности их конструкций, представлены основные технические параметры, показаны области применения.

В представленной статье рассмотрена методика определения коэффициента полезного действия червячного редуктора с помощью коэффициентов потерь. Показано распределение потерь по узлам и деталям редуктора (потери в зацеплении, потери в подшипниках опор валов, потери в контактных уплотнениях (при наличии), потери на движение в масле, в картере редуктора, потери в вентиляторе (для редукторов с искусственным воздушным охлаждением), потери холостого хода в зацеплении, подшипниках и размешивании масла). Материал будет полезен при исследовании, расчетах и проектировании червячных редукторов, а также улучшения их геометрии и повышения эффективности.

Рассматривается постановка задачи об определении закона распределения давления в рабочих камерах шестерённого насоса. Рассмотрен насос с внешним зацеплением и с одинаковыми колесами. Предложена расчётная схема, а также математическая модель процесса. Процесс изменения давления в рабочих камерах описывается системой алгебраических уравнений, представляющих собой баланс расходов для каждой рабочей камеры насоса. Предложен простой вариант решения полученной системы при ряде допустимых упрощений исходной системы. Полученное решение позволяет определить основную часть нагружающего усилия в подшипниковом узле данного типа насосов, а именно, нагрузку на шестерни от сил давления.

В данной работе представлен вариант проекта вертикального центробежного насоса, который может использоваться для гидроаккумулирующих электростанций с 4-х машинной станцией. В статье описан метод подбора насоса на заданные параметры гидросистемы, а так же методика построения меридианного сечения рабочего колеса. Представлены чертежи подшипника на водяной смазке, главного вида насоса и вида сверху. В статье так же содержится график прогнозной характеристики насоса включающая в себя график напора, мощности, коэффициента полезного действия и допустимый кавитационный запас. В конце сформулированы выводы по экономии при частотном регулировании и регулировании задвижкой.

Испытаниями насоса на лабораторном или заводском стенде с использованием лаков, чувствительных к кавитации, и, если нужно, других материалов определяется скорость кавитационной эрозии в глубину и инкубационный период для конструкционных материалов, широко применяемых отечественными предприятиями, а также материалов с повышенной стойкостью, которые в перспективе позволят резко увеличить ресурс изделий. Даётся таблица относительной стойкости к кавитации группы испытанных материалов. Эти испытания проводились в оригинальной ультразвуковой установке по оригинальной методике. Удалось учесть влияние на скорость эрозии основных физических свойств жидкостей, а также электрохимических процессов при кавитации для материалов, склонных к коррозии в пресной и морской воде.

В работе приведены результаты экспериментального исследования взаимосвязи сближений в контактном слое фланцев резьбового соединения с внешней нагрузкой, возникающей в винтах при приложении к соединению опрокидывающего момента. Эти результаты позволили обосновывать актуальность исследования положения оси перекоса резьбового соединения. Проведенное экспериментальное исследование положения оси перекоса резьбового соединения, нагруженного опрокидывающим моментом, подтвердило пригодность предложенной авторами ранее методики расчета резьбового соединения с жесткими фланцами, учитывающей контактную податливость поверхностей.

Статья посвящена поиску решения задачи контроля и регулировки хода цилиндров пробой-ников, используемых в процессе электролиза в алюминиевой промышленности. Учитывая условия работы оборудования в цеху электролиза (в первую очередь высокие температуры и сильные магнитные поля), для нее не подходят общепромышленные решения. В статье опи-сан метод математического расчета положения поршня цилиндра, основанный на измерении давления, подаваемого в пневматическую сеть электролизера, и давления в наполняемой полости цилиндра. Сам математический алгоритм построен на уравнении Кла-пейрона - Менделеева для состояния воздуха в полости цилиндра. В результате получено простое в реализации решение с высокой надёжностью, помехозащищённостью и стойко-стью к воздействию сильных электромагнитных полей, которое так же можно применить и в других областях промышленности.

Работа посвящена анализу проблемы обобщённого описания приспособлений для токарных станков. Токарные приспособления абстрагированы до понятия «сущность», которое обозначает множество однородных объектов, имеющих одинаковое назначение, но выполняеют его различными методами и средствами. В работе исследуется возможность онтологического моделирования сущности «станочное приспособление» на И-ИЛИ графе. Применена декомпозиция И-ИЛИ графа на двух уровнях: сущность – вид сущности и вид сущности - класс сущности. Показано, что онтологическая И-ИЛИ модель системно структурирует все возможные классы приспособления и задаёт концептуальное описание состава приспособления. связывая его морфологию с классом. Обсуждаются возможности практического применения онтологической модели для решения задач рационального выбора классов приспособления и для генерирования новых классов приспособления при решении нетривиальных задач. Ключевые слова: технологическая оснастка, концептуальное проектирование, онтологические модели, И-ИЛИ графы.

Рассмотрена задача определения оптимальной частоты вращения вала малорасходного центробежного насоса при некотором наперед заданном фиксированном расходе. Был проведен анализ существующих методик выбора частоты вращения валов центробежных насосов. Для них был выявлен существенный недостаток существующих методов выбора частоты вращения валов центробежных насосов – применительно к рассматриваемому типу насосов, при малых величинах подачи необходимость в компромиссе между кавитационными характеристиками и КПД насоса отпадает. Были сформулированы новые критерии, влияющие на выбор оптимальной частоты вращения вала малорасходного центробежного насоса – радиальный габарит и ресурс насоса. Была получена компромиссная кривая ресурс – радиальный габарит.

Проведено численное моделирование отрывного турбулентного течения вязкого сжимаемого газа за диафрагмой в цилиндрическом канале при наложенных колебаниях расхода. Использована высокорейнольдсовая квадратичная k-ε модель турбулентности. Предложено генерировать наложенные пульсации путем периодического изменения во времени площади выходного сечения канала с применением деформирующейся расчетной сетки. Моделирование выполнено в диапазоне частот 37-377 Гц при среднем объемном расходе 191,89 м3/ч и относительной амплитуде колебаний 0,7. Результаты расчетов представлены в виде распределений коэффициента поверхностного трения на стенке и зависимости длины отрывной зоны от числа Струхаля. Подтверждено значительное сокращение средней длины отрывной зоны при больших частотах пульсаций, однако данный эффект сильно занижен по сравнению с экспериментальными данными. Сделан вывод о необходимости модификации квадратичной k-ε модели турбулентности.

На энергетических блоках электростанций в настоящее время увеличивается количество оборудования, исчерпавшего свой ресурс. Питательные, конденсатные, бустерные насосы требуют скорейшей замены. Опыт работы ОАО «Калужский турбинный завод», Калужского филиала МГТУ им Н.Э. Баумана и проведенный анализ позволяют предложить модернизацию конденсатно–питательной системы энергоблоков. Предлагается на входе рабочее колесо питательных насосов устанавливать осевихревое устройство, которое имеет высокие кавитационные качества и повышает устойчивость работы системы. Улучшение кавитационных качеств питательных насосов даст возможность исключить в ряде энергоблоков бустерные насосы, что существенно упростит схему и повысит надежность. Приводятся экспериментальные энергетические, кавитационные и характеристики пульсации давления модели осевихревого устройства.

В статье рассматривается математическое моделирование динамики шагающего робота. Представлены разработанные математические модели элементов сервопривода. Приведены результаты вычислительного эксперимента.

Описаны расчет, проектирование и результаты испытаний мобильного электронасоса с регулируемым частотным приводом. Последний позволял насосу работать в широком диапазоне подач и напоров. Насос 7-ступенчатый с последовательным расположением рабочих колес. Осевые силы на роторе воспринимаются разгрузочным барабаном. Кольцевой подвод насоса рассчитан по одномерной теории с использованием эмпирических данных. Входные и выходные размеры рабочего колеса найдены по формулам проф. Руднева С.С. Методом конформного отображения спрофилированы лопасти рабочего колеса. Лопаточный отвод с непрерывными винтовыми диффузорными переводными каналами рассчитан по одномерной теории. Кавитационные и энергетические испытания насоса показали, что его характеристики соответствуют техническому заданию. Для дальнейшего повышения всасывающей способности насоса предусмотрена установка шнека перед колесом первой ступени.

В статье описано устройство герметичного насосного агрегата с приводом через магнитную муфту. Обозначены проблемы, которые необходимо решать при конструировании герметичных насосных агрегатов. Перечислены требования, предъявляемые к материалу герметизирующего экрана. Приведена конструкция энергоэффективного герметизирующего экрана. Обозначена проблема перекачивания жидкостей с примесями и феррочастицами, указано её решение. Рассмотрены принципы выбора материала магнитов для магнитных полумуфт в зависимости от температуры и свойств перекачиваемой жидкости. Рассмотрена конструкция подшипникового узла, повышающая показатели надежности.

Статья основывается на экспериментальных результатах студенческой инноватики конкретного технического университета во взаимосвязи со всеми, без преувеличения, вузами в области подводной робототехники и морских технологий. Конечной целью является привлечение внимания к проблемам инноватики и её развитию. В работе представлена оценка инженерной эволюции студенческой подводной робототехнической инноватики с позиции проектно-конкурентного похода к высшему инженерному образованию на основе теории и практики управления проектами. Соответственно, затронуты проблемы полунатурного конкурсного моделирования подводных роботов. Опираясь на уроки опыта даются рекомендации менеджера проекта и ментора конкурсной команды.