Моделювання перехідних процесів тертя та зношування в трібосистемах гідромашин : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.02.04 - Тертя та зношування в машинах

Abstract

Дисертаційна робота спрямована на розробку методів моделювання перехідних процесів в трібосистемах на етапі проектування нових машин. Обґрунтовано і обрано метод акустичної емісії для вивчення перехідних процесів в трібосистемах. Для визначення максимальних значень швидкості зношування під час перехідного процесу визначені інформативні параметри – дисперсія амплітуд та спектральна потужність сигналів акустичної емісії. Визначено і фізично обґрунтовано критерії оцінки перехідних процесів в трібосистемах, в якості яких виступають коефіцієнти підсилення і постійні часу диференційних рівнянь. Встановлено, що коефіцієнти підсилення K1 визначають реакцію трібосистеми на збурення. Коефіцієнти підсилення K2, а також постійні часу Т1 визначають режими раціонального припрацювання трібосистем. Коефіцієнти підсилення K3 і постійна часу Т2 доповнюють характер поведінки трібосистеми. Доповнення полягає у визначенні величини максимального забросу сили тертя в процесі припрацювання. Розроблено методику математичного моделювання перехідних процесів в трібосистемах, яка дозволяє визначати ресурс і механічні втрати на тертя трібосистем, що проектуються.

Диссертационная работа направлена на разработку методов моделирования переходных процессов в трибосистемах на этапе проектирования новых машин. Обоснован и выбран метод акустической эмиссии (АЭ) для изучения переходных процессов в трибосистемах. Для определения максимальных значений скорости изнашивания во время переходного процесса, а также установившегося значения после завершения переходного процесса определены информативные параметры – дисперсия амплитуд и спектральная мощность сигналов АЭ. Определены и физически обоснованы критерии оценки переходных процессов в трибосистемах, в качестве которых выступают коэффициенты усиления и постоянные времени дифференциальных уравнений. Установлено, что коэффициенты усиления K1 определяют реакцию трибосистемы на возмущение. Большие значения K1 приведут к потере устойчивости трибосистемы, т.е. к переходу от нормального износа к повреждаемости. Коэффициенты усиления K2, а также постоянные времени Т1 определяют режимы рациональной приработки трибосистем. Прирабатывая трибосистему на режимах, соответствующих K2opt и T1opt, будут обеспечены минимальные значения скорости износа и силы трения после завершения приработки и минимальное время приработки. Коэффициент усиления K3 и постоянная времени Т2 дополняют характер поведения трибосистемы. Дополнение заключается в определении величины максимального заброса силы трения в процессе приработки. Разработана структура методики математического моделирования переходных процессов в трибосистемах, состоящая из последовательно выполняемых блоков. Методика позволяет определять ресурс и механические потери на трение проектируемых трибосистем без проведения предварительных экспериментов. При этом, ресурс трибосистем определяется с учетом износа за приработку. Методика позволяет определять оптимальныережимы приработки и последующей эксплуатации проектируемых трибосистем.

The thesis deals with developing of the methods for modeling of transient processes in tribosystem at the design stage of new machines. Substantiated and chosen the method of acoustic emission (AE) for the study of transient processes in tribosystems. For determining the maximum values of the wear rate during the transient process and steady-state value after the completing of the transient process, informative parameters were determined - amplitude of the dispersion and spectral power of AE signals. Identified and physically determined evaluation criteria of transient processes in tribosystems which serves the amplification factor and the time constants of differential equations. It has been established that the amplification factor K1 determine the reaction of the tribosystems disturbance. Larger values of K1 will result in a loss of stability of the tribosystem, the transition from normal wear to the damageability. The amplification factors K2, and time constant Т1 determine rational wearingin modes of the tribosystem. Wear-in the tribosystem on the modes, that corresponds to K2opt and T1opt , will be provided with the minimum values of wear rate and the friction force after the wear-in and minimal wear-in. The amplification factor K3 and time constant Т2 complement the character of the tribosystem behavior. Complement consists in determining the value of maximum friction force in the casting during the wear-in. Designed the structure of the method of mathematical simulation of transient processes in the tribosystem consisting of consecutively executed blocks. Method allows to identify the resource and mechanical friction losses of the designed tribosystems without preliminary experiments. At the same time, the resource of the tribosystems determined taking into account the wear for wear-in. Method allows to determine the optimal mode of wear-in and subsequent operation of the designed tribosystems.