Введение к работе
Актуальность гобо-гн, Совершенствование процессов промышленного эыболовства в значительной степени связано с разработкой и внрдррни-?м современного промыслового оборудования, отвечающего требованию чадежности работы в тяжелых условиям промысла. Большой вклад в решение проблем совершенствования промыслового оборудования внесли 2.С.Торбан. В.П.Карпенко. Ю.Б.Баранов. с.Ф.Трунин. В.А.Семенов. Ч Я. Гройсман и многие другие ученые.* исследования которых послужили теоретической основой для совершенствования промыслового оборудования.
В промысловом оборудовании одним из ответственных узлов является механизм свободного хода С обгонная муфта). В траловых, сейнерных, неводных и промыслово-грузовых лебедках, шпилях, устройствах койлания поводцов. автоматических устройствах для удебного лова, машинах очистки крючков рыболовного яруса ив другом современном промысловом оборудовании, в основном нашли применение роликовые и храповые механизмы свободного хода СМСХ).
Проведенные С.Ф. Труниным и другими исследования показали, что наибольшее количество отказов храповых МСХ к общему числу отказов Р. составляет: для 166 лебедок типа лэ-31 Р-44,1%, для 86 лебедок JB-33 R=16.2%. для 715 шпилей типа ШЭР R=29.5%. Опыт эксплуатации роликовых МСХ в машинах резки и наживления приманки в линиях ярусного лова "Помор" показал, что они обладают недостаточной работоспособностью в условиях промысла С по дачным АО "Матео").
Наиболее перспективными приводами промыслового оборудования являются импульсные вариаторы, которые обладают широким диапазоном регулирования скорости, высоким КПД, компактностью конструкции, а также возможностью автоматического регулирования скорости в зависимости от изменения величины тягового усилия на барабане.
Наибольший вклад в теорию и практику применения импульсных вариаторов сделан В.Ф.Мальцевым. А.А.Благонравовым. А.Е.Кроппом и А. И. Леоновым.
Исследования А. А. Благонравова и А.Е. Кроппа показали недостаточную надежность работы роликовых и храповых МСХ в импульсных вариаторах. Это вызывает необходимость разработки для промыслового оборудования и импульсных вариаторов МСХ с более высокой надежностью в работе.
Эксцентриковые механизмы свободного хода СЭМСХ) лишены ряда недостатков, присущих роликовым и храповым ЭМСХ и отличаются высокой нагрузочной способностью, меньшими потерями на трение при свободном ходе и относительно невысокими требованиями к точности изготовления
и монтажа.
Применение ЭМСХ и импульсный вариаторов с ЭМСХ в приводах мыслового оборудования позволит повысить их надежность в работ обеспечит работу приводов промыслового оборудования на оптимал режимах.
В то же время отсутствует научно обоснованная теория рас ЭМСХ для промыслового оборудования. Имещиеся исследования по посвящены элементарным вопросам геометрии рабочих элементов.
Перспективность ЭМСХ. которые благодаря ряду достоинств отві ют современным требованиям, предъявляемым к этим механизмам, и ot лавливает актуальность теоретических и экспериментальных исслед: ний, представленных в выполненной работе.
Нрль работы. Научное обоснование путей повышения надежное совершенствование приводов промыслового оборудования за счет прі нения ЭМСХ и импульсных вариаторов с ЭМСХ.
Основными задачами исследований являются:
определение геометрических соотношений в ЭМСХ:
исследование условий выбора радиального зазора в ЭМСХ за с сил инерции:
исследование процесса заклинивания ЭМСХ и разработка алгос ма-расчета условий их заклинивания;
определение сил нормального давления и характера измене угла заклинивания при заклиненном состоянии ЭМСХ:
исследование процесса расклинивания и свободного хода ЭМСХ
определение сил нормального давления, действующих в ЭМС период заклиненного состояния: .
исследование напряженно-деформированного состояния основі элементов ЭМСХ:
разработка научных основ расчета ЭМСХ для промыслового обо; дования:
установление адекватности теоретических зависимостей с ; зультатами экспериментов:
разработка и внедрение новых конструкций ЭМСХ в приводы т мыслового оборудования.
Научная нпвизна работы заключается в создании теории расче ЭМСХ. При этом впервые поставлены и решены следующие'задачи:
установлены геометрические соотношения для фрикционных ЭМО ЭМСХ зацеплением:
разработаны математические модели процесса заклинивания ?N и условия выбора радиального зазора за счет сил инерции:
получены теоретические зависимости для определения предельн го угла заклинивания и времени выбора радиального зазора и разрзб тан алгоритм расчета условий заклинивания;
получена теоретическая зависимость для определения приведенного коэффициента трения . реализующегося в контакте рабочий поверхностей ЭМСХ с дуговыми выступами на заклинивающихся элементах:
установлены теоретические зависимости сил нормального давления на рабочий поверхностях ЭМСХ от величины вращающего момента:
получены условия расклинивания ЭМСХ:
разработана математическая модель процесса свободного хода ЭМСХ:
получены Формулы для определения нагрузочной способности, напряжений и деформаций основных рабочих элементов ЭМСХ:
созданы современные методы и средства испытания ЭМСХ. позво-ляшие 'оценить достоверность полученных теоретических зависимостей.
Практическая ценность диссертации состоит в том. что на основе полученных теоретических зависимостей:
разработаны инженерные методы расчета ЭМСХ. позволяющие проектировать для приводов промыслового оборудования высоконадежные механизмы с оптимальными параметрами:
разработаны алгоритмы расчета и соответствующие программы для персональных ЭВМ, позволяющие решать задачи выбора оптимального угла заклинивания, углов расположения дуговых выступов на заклинивающемся элементе, прочности и жесткости ЭМСХ.
Результаты диссертации использованы при создании новых, более совершенных конструкций ЭМСХ и импульсных вариаторов с ЭМСХ для приводов промыслового оборудования, новизна технических решений которых подтверждена 26 авторскими свидетельствам-! на изобретения и патентами.
Реализация паботн. Основные результаты исследовании реализованы путем внедрения методики расчета ЭМСХ в инженерную практику при принятии к производству' новых конструкций импульсных вариаторов для привода неводной лебедки "Заводь", в машинах резки и наживления приманки в линии ярусного лова "Помор" АО "Матео", приводных барабанах промысловых судов и в высокомоментном импульсном мотор-вариаторе с дистанционным управлением АО "ТралФлот".
Инженерные методы расчета ЭМСХ используются студентами специальностей "Машины и аппараты пищевых производств" С170600). "Промышленное рыболовство" (311800) при изучении курса "Детали машин и основы конструирования" и при курсовом проектировании. Все приведенные е работе исследовавания выполнены в рамках тематического плана НИР Калининградского государственного технического университета и хозяйственных договоров между КГТУ и АО "Трапфлот". ЭМСХ внедрены в серийные машины резки и наживления приманки в линии ярусного лова "Помор". Для использования на судах промыслового Флота разработаны и внедрены опытная партия приводньи барабанов со встроенным импульсным
вариатором, высокомоментныи мотор-вариатор с дистанционным упраї ниєм и автоматический импульсный вариатор для привода неводнои бедки "Заводь".
Апробация паботы. Основные положения диссертации докладыв^ на ежегодный научно-текническик конференциях Калининградского гс дарственного технического университета, начиная с 1982 года: на t V Всесоюзных научно-технических конференциям по вариаторам и пере чам с гибкой связью С г. Одесса, 1972, 1976 гг. і: на I. II и Всесоюзных научно-технических конФеренцияк по инерционио-импульс механизмам, приводам и устройствам С г. Челябинск. 1972,1977,1982 гг на VI и VII Всесоюзных научно-технических конференциях по упразл мым и автоматическим механическим приводам и передачам гибкой свя (.г. Одесса. 1980. 1986 гг.}: на научно-техническом семинаре "Сов шенствование подъемно-тралового оборудования рыболовных судов" (. вастополь. 1987 г.}: на научно-техническом семинаре "Текничес средства рационального морского и океанического промысла рыбы" Севастополь. 1990 г.): на научно-техническом семинаре "Проблемы вершенствовакия технологии и оборудования для обработки обгек морского промысла" С г. Калининград, 1992 г.}: на IV Международ: научно-технической конференции по инерционно-импульсным механизм, приводам и устройствам (Владимир. 1992 г.): на Международном на' но-техническом семинаре "Повышение эффективности использования т< ническои базы регионов: Ольшънского и Калининградского" с г. Ка. нинград, 1994 г.).
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 59 рабе одна из них монография, и получено 26 авторских свидетельств, и і тентов на изобретения.
