Удосконалено методи балансування гнучких роторів та підвищення якості їх врівноважування на підставі побудови вірогідних математичних моделей. Розроблено методи та програми ідентифікації динамічних моделей роторних систем, зокрема, оцінювання коефіцієнтів жорсткості і опору сегментних підшипників турбокомпресорів. З використанням розроблених методів одержано динамічні коефіцієнти як функції від частоти обертання, для всіх типорозмірів підшипників, що використовуються у відцентрових компресорах. Одержано математичні моделі всіх типів роторів турбокомпресорів, розрахункові динамічні коефіцієнти впливу (ДКВ) яких практично не відрізняються від експериментальних. Це дозволило значно скоротити процес балансування, обмежуючись тільки нульовим пуском, або мінімальним числом пробних пусків. Розроблено класифікацію гнучких роторів турбокомпресорів залежно від вибору оптимальних площин корекції та частот обертання, ДКВ для яких необхідні для розрахунку. Результати роботи доцільно використовувати під час динамічних розрахунків турбокомпресорів на стадії проектування, а розрахунково-експериментальну методику впроваджено для балансування роторів турбокомпресорів на розгінно-балансувальному стенді.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий підхід до розроблення інтегрованої технології та принципів побудови процесів для забезпечення необхідної якості робочих поверхонь найбільш економічними методами. Розроблено та досліджено новий спосіб зміцнення поверхневого шару деталей, що дозволяє забезпечити необхідну якість поверхонь деталей машин, знизити трудомісткість і зменшити технологічну собівартість процесу. Розроблено математичну модель керування параметрами якості поверхневих шарів деталей відцентрових компресорів. Приділено увагу застосуванню спрямованого вибору інтегрованої технолгії забезпечення необхідної якості робочих поверхонь деталей найбільш економічними методами.

  Скачати повний текст

Розроблено методи побудови дискретних багатомасових нелінійних математичних моделей роторів турбокомпресорів для дослідження впливу підшипників, внутрішнього тертя й інших параметрів на поведінку ротора в області стійких і нестійких частот обертання. Вперше на основі розроблених методів ідентифіковано конкретні нелінійні моделі роторних систем для різних типів підшипників ковзання. Досліджено вплив різних моделей внутрішнього тертя, циркуляційної сили та нелінійної квадратичної жорсткості на стійкість і характер полігармонічних коливань роторів, в результаті визначено межі стійкості, часові та спектральні характеристики, траєкторії руху та інші залежності. Вперше експериментально встановлено межі стійкості ротора за його обертання на різних типах підшипників ковзання, закономірності його коливань в нестійкій області частот обертання та залежності впливу температури та тиску масла, що подається в підшипник, та зазора в підшипнику на стійкість руху.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено та розроблено блоково-комплектні турбокомпресорні установки (ТКУ) й агрегати з газотурбінним приводом для компресорних станцій магістральних газопроводів, підземних сховищ газу, газліфта нафти, зворотнього закачування природного та нафтового газу, які дозволяють створювати та впроваджувати в експлуатацію об'єкти газової та нафтової промисловості за умови "під ключ". На підставі запропонованих математичних моделей створено методики аналізу та розробки технологічних схем ТКУ та турбокомпресорних агрегатів, які виготовляються на основі відцентрових компресорів і газотурбінних двигунів авіаційного та суднового типу. На підставі аналітичних і експериментальних досліджень елементів ТКУ, структуризації технологічних схем, використання інтегрального критерію їх ефективності (ексергетичного коефіцієнта корисноє дії) створено математичні моделі. Відзначено, що використання системного методу аналізу й ексергетичного підходу під час виконання термодинамічного аналізу технологічних схем ТКУ дозволяє виявити оптимальний режим експлуатації установки, що відповідає мінімальним витратам паливного газу газотурбінного двигуна.

  Скачати повний текст

З використанням результатів дослідження розроблено методику спрямованого вибору технології забезпечення необхідної якості елементів підшипників ковзання (ПК) найбільш економічними методами. Проаналізовано існуючі технології підвищення якості поверхневих шарів деталей та показано, що процес електроерозійного легування (ЕЕЛ) є найбільш перспективним для формування на елементах ПК поверхневих шарів з необхідною структурою та параметрами. У разі застосування перехідних шарів з олов'яної бронзи та міді, які наносяться за методом ЕЕЛ у захисному середовищі аргону, підвищується міцність з'єднання сталевої підкладки з антифрикційним бабітовим шаром у порівнянні з традиційною технологією відповідно на 2,3 і 35 %. ЕЕЛ бабітових бронзових вкладишів ПК м'якими антифрикційними металами дозволяє створювати на їх робочих поверхнях спеціальні покриття, що поліпшують умови припрацювання. Застосування після ЕЕЛ методу безабразивної ультразвукової фінішної обробки (БУФО) призводить до зниження шорсткості поверхні (Ra) з 1,25 до 0,05 мкм, збільшення стискаючих напруг з 70 до 500 МПа та формування поверхневого шару з мікротвердістю на поверхні до 8 000 МПа. Рекомендовано використання комбінованої технології ЕЕЛ + БУФО для зміцнення підшипникових шийок роторів. Запропоновано нові технологічні конструкції ПК з самоустановлювальними вкладишами на гідростатичному підвісі, на базі яких створено підшипник, що має високі несучу здатність, надійність, економічну витрату мастильного матеріалу, що в остаточному підсумку позитивно впливає на динаміку ротора та роторної машини в цілому. Економічний ефект від впровадження результатів дослідження становить 134 тис. грн.

  Скачати повний текст

Розроблено нові математичні моделі робочих коліс, що враховують випадковий характер малих їх відхилень від циклічної симетрії. Уперше для коліс ТРК і відцентрових компресорів агрегатів, що перекачують газ запропоновано математичні моделі зовнішнього навантаження на основі вирішення задач про просторову стаціонарну течію газу у міжлопаткових каналах коліс та аналізу даних про випадкові складові навантаження. Удосконалено підходи щодо аналізу впливу щільності спектра на ступінь розшарування власних частот і спотворення власних форм у разі розладу та аналізу небезпечних резонансних режимів для коліс турбін ТРК із розладом з випадковим навантаженням. Виявлено закономірності формування спектрів власних частот, нових резонансних режимів, спектральних щільностей максимальних еквівалентних напружень у процесі врахування випадкового характеру зовнішнього навантаження та розладу. Розглянуто підходи до вирішення задачі надійності робочих коліс турбокомпресорів з урахуванням випадковості параметрів і навантаження. Наведено методику прогнозування надійності та ресурсу робочих коліс на основі аналізу діючих газодинамічних навантажень і відхилень від циклічної симетрії за рахунок технологічних особливостей виготовлення коліс.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням вдосконалення регульованого електропривода за схемою вентильного двигуна (ВД) для турбомеханізмів. Одержані рівняння основних характеристик (механічної, електромеханічної та електромагнітного моменту) ВД на основі асинхронної машини з фазним ротором зі збудженням змінним струмом. Досліджено вплив частоти струму збудження і напрямку обертання поля на потужність перетворювачів у статорі та роторі. Встановлено, що в ВД існує оптимальне значення частоти поля збудження, при якій забезпечується мінімальна сумарна установлена потужність перетворювальних агрегатів. В запропонованій системі електропривода одержання знижених швидкостей досягається найекономічнішим способом, а саме - зміною підведеної до ротора напруги та реверсуванням напрямку обертання поля збудження.

  Скачати повний текст

Розроблено ітераційний алгоритм сумісного вирішення задач розрахунку газодинамічних торцевих ущільнень (ГТУ) роторів відцентрових компресорів. Вперше одержано рівняння газового змащення, що враховує зміну температури газового шару і залежність в'язкості газу від його температури і тиску для визначення двовимірного розподілу тиску газу у робочому зазорі. Проведено натурні іспити ГТУ на заводських стендах ВАТ "Сумське НВО ім. М.В.Фрунзе" (м.Суми), на підставі яких доведено вірогідність результатів числових досліджень.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі течії газу в поворотному коліні та лопатковій решітці зворотно-напрямного апарата (ЗНА) та наведено результати числового й експериментального дослідження газодинамічних параметрів течії газу у моделі ЗНА відцентрового компресора. Запропоновано новий метод розрахунку течії газу в елементах ЗНА з урахуванням нерівномірності потоку газу на вході в ЗНА. Одержано експериментальні дані про структуру потоку у поворотному коліні та лопатковій решітці ЗНА з профільованими лопатками. Створено математичну та комп'ютерні моделі течії газу в поворотному коліні ЗНА відцентрового компресора, що враховують нерівномірність потоку на вході в ЗНА. Виконано числові дослідження течії газу в поворотних колінах з різними геометричними параметрами за різних режимів течії газу. Проведено числові дослідження течії газу в лопатковій решітці ЗНА. Здійснено порівняльний аналіз результатів теоретичного визначення параметрів потоку з експериментальними даними та підтверджено можливість використання запропонованого методу для проведення числових досліджень ЗНА відцентрового компресора.

  Скачати повний текст