Разработка технологий очистки авиационных гидроагрегатов с использованием пульсирующих потоков жидкости тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.02, кандидат технических наук Решетов, Виктор Михайлович

• Решетов, Виктор Михайлович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Решетов, Виктор Михайлович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЧИСТОТЫ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ГИДРОАГРЕГАТОВ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Влияние чистоты рабочей жидкости на надежность, ресурс и характеристики гидросистем.

1.2 Методы очистки внутренней поверхности гидроагрегатов.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СХЕМ И МЕТОДОВ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ АГРЕГАТОВ.

2.1 Особенности назначения, конструкции и динамические характеристики гидроагрегатов как объектов очистки.

2.2 Очистка непроточных агрегатов.

2.2.1 Очистка непроточных агрегатов на режимах гидроударных колебаний.

2.2.2 Очистка непроточных агрегатов на режимах вынужденных периодических колебаний жидкости.

2.3 Очистка проточных агрегатов.

2.4 Выводы по разделу.

3. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ГИДРОЦИЛИНДРОВ.

3.1 Анализ схем и конструктивных особенностей гидроцилиндров летательных аппаратов.

3.2. Особенности гидродинамических характеристик и методов очистки гидроцилиндров.

3.2.1. Очистка при постоянном возбуждения колебаний и срабатывании гидроцилиндра.

3.2.2. Очистка при неподвижном штоке с последующей статической перекладкой штока гидроцилиндра.

3.3 Построение схем технологических процессов при гидродинамической очистке гидроцилиндров.

3.3.1. Схемы с возбуждением вынужденных колебаний жидкости.

3.3.2. Схемы с возбуждением гидроударных колебаний жидкости.

3.4. Экспериментальные исследования параметров течения жидкости при очистке гидроцилиндров.

3.5 Выводы по разделу.

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Критерии оценки эффективности очистки гидроагрегатов.

4.2. Разработка технологии пульсирующей очистки гидроцилиндров самолёта Ан-124.

4.2.1. Доработка стенда 72.612.076-03000, разработанного на Ульяновском авиационно-промышленном комплексе ЗАО «Авиастар -СП».

4.2.2. Технология пульсирующей очистки.

4.2.3. Результаты очистки гидроцилиндров.

4.3. Разработка технологии очистки подкос-цилиндра основной опоры шасси самолёта Ту-154.

4.3.1. Стенд пульсирующей очистки агрегатов шасси СПД-07.00.000.

4.3.2. Технология очистки гидроцилиндров.

4.3.3. Результаты очистки подкос-цилиндра.

4.4 Использование разработок в нормативно-технических материалах.

4.5. Выводы по разделу.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологий очистки авиационных гидроагрегатов с использованием пульсирующих потоков жидкости»

Современные гидравлические системы летательных аппаратов - это сложнейшие функциональные системы, обеспечивающие выполнение многочисленных и ответственнейших задач на этапах взлёта, посадки и полёта летательного аппарата.

Нормативные документы устанавливают жёсткие требования к чистоте рабочих жидкостей в гидравлических системах.

С одной стороны, обеспечение высокого уровня чистоты рабочих жидкостей - это залог обеспечения необходимого уровня надёжности и ресурса гидравлических систем в эксплуатации.

С другой стороны, обеспечение чистоты рабочих жидкостей - это трудоёмкие, длительные и весьма затратные технологии, сопровождающие весь цикл производства агрегатов гидравлических систем, начиная с производства отдельных деталей, узлов и заканчивая отработкой полностью собранных сложнейших агрегатов.

Эти факторы определяют постоянный поиск новых технологий очистки: газожидкостных, ультразвуковых, вибрационных и гидродинамических. Работы многочисленных исследователей 70-х . 80-х годов, среди которых следует выделить Чиркова C.B., Никитина Г.А., Данилова В.М., Свиридова А.Н., Тимиркеева Р.Г., позволили выделить в качестве наиболее перспективных гидродинамические методы очистки, основанные на использовании неустановившегося (пульсирующего) течения рабочей жидкости.

Однако, результаты исследований указанных авторов не нашли широкого применения в промышленности. Объясняется это недостаточностью исследования вопросов гидродинамики течения жидкости в очищаемых агрегатах и технологических стендах, стабильности и управляемости параметров колебаний и оценки эффективности процессов очистки.

Таким образом, проблема разработки новых более эффективных гидродинамических технологий очистки внутренних поверхностей агрегатов на основе использования неустановившегося (пульсирующего) течения жидкости является актуальной.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Впервые разработаны математические модели процессов очистки непроточных и проточных гидроагрегатов, учитывающие способы возбуждения колебаний, динамические характеристики объекта очистки и магистралей стендовых систем;

2. Разработана методика оценки выноса частиц загрязнений из полости агрегата как необходимое условие процессов очистки;

3. Разработана методика расчёта параметров стендовых систем для обеспечения максимального расхода жидкости на входе в агрегат и максимальной эффективности отрыва частиц загрязнений;

4. Сформулированы математические критерии количественной оценки эффективности очистки с учётом отличий режимных параметров процесса, а также геометрии и конструкции агрегатов, применимые в научно-исследовательских и промышленных условиях;

5. Получены результаты экспериментальных исследований по оценке эффективности разработок в условиях действующего производства, показавшие увеличение числа выносимых при очистке частиц в 1,5 . 2,0 раза при сокращении времени очистки в 2. .3 раза.

Диссертация выполнена в ФГБОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)» (СГАУ) на кафедре автоматических систем энергетических установок (АСЭУ).

Исследования проводились в лаборатории пневмогидросистем кафедры АСЭУ, оценка эффективности разработанных технологий очистки гидроцилиндров - на предприятиях авиационной отрасли: ЗАО «Авиастар -СП» (г. Ульяновск) и ОАО «Авиакор - авиационный завод» (г. Самара).

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографии.

Заключение диссертации по теме «Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов», Решетов, Виктор Михайлович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертационной работе решены задачи создания технологических процессов очистки внутренней поверхности гидроагрегатов с использованием пульсирующих течений жидкости, имеющие существенное значение для машиностроения.

Получены следующие основные результаты:

1. На основе анализа гидродинамики течения жидкости определён структурный состав и разработаны принципиальные схемы технологических стендов для очистки проточных и непроточных агрегатов и гидроцилиндров.

2. Впервые разработаны математические модели процессов очистки непроточных и проточных гидроагрегатов, учитывающие способы возбуждения колебаний, динамические характеристики объекта очистки и элементов стендовых систем.

3. Разработана методика оценки выноса частиц загрязнений из полости агрегата как необходимого условия процесса очистки.

4. Разработана методика расчёта параметров стендовых систем для обеспечения максимального расхода жидкости на входе в агрегат и максимальной эффективности отрыва частиц загрязнений.

5. Предложены математические критерии количественной оценки эффективности процессов очистки с учётом отличий режимных параметров процесса, а также геометрии и конструкции агрегатов, которые могут быть использованы в научно-исследовательских работах и в производственных условиях.

6. Созданы опытные и промышленные образцы технологических стендов для очистки агрегатов, проведены работы по оценке эффективности разработок в условиях действующего производства. Показано, что разработанные технологии позволяют в 1,5.2,0 раза увеличить число выносимых из агрегата частиц загрязнений и в 2.3 раза сократить время очистки.

7. Выполненные разработки вошли составной частью в отраслевой руководящий материал авиационной техники РТМ 1727 -89 «Системы гидравлические летательных аппаратов. Методы обеспечения чистоты рабочих жидкостей при гидродинамической промывке», введенный в действие с 1 января 1990 года и межгосударственный стандарт ГОСТ 31303-2006 «Чистота промышленная. Метод очистки гидродинамический газовых и жидкостных механизмов от загрязнителей», введенный в действие с 1 марта 2008 года.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Решетов, Виктор Михайлович, 2012 год

1. A.c. 1210302 СССР, МКИ В 08 В 9/00. Способ очистки внутренней поверхности трубопроводов / Ю.М. Семёнов, И.А. Зинков, А.П. Макаров, В.В. Дубровин, С.И. Гавриленко. №3721369/12; заявл. 04.04.84; опубл.1503.92, Бюл. №10.-2 с.

2. A.c. 1236212 СССР, МКИ F 15 В 21/12. Гидравлический пульсатор / Л.В.Карсавин и др. №3819541/25-06; заявл. 04.12.84; опубл. 07.06.86, Бюл. №21. - 3 с.

3. A.c. 1284615 СССР, МКИ В 08 В 9/06. Стенд для промывки полых изделий / Ю.И. Осипов. №3864776/28-12; заявл. 07.03.85; опубл. 23.01.87, Бюл. №3.-2 с.

4. A.c. 1498992 СССР, МКИ F 15 В 21/12. Пульсатор / А.Ш.Янтурин, В.Ф.Голубев и др. -№4211073/25-06; заявл. 18.03.87; опубл. 07.08.89, Бюл. №29. 4 с.

5. A.c. 1501362 СССР, МКИ F 15 В 21/12. Возбудитель колебаний / В.И.Санчугов, К.А. Жуков и др. Опубл., Бюл.№

6. A.c. 1674991 СССР, МКИ В 08 В 9/00, 3/04. Способ промывки полых изделий / В.А. Ермаков, В.В. Бондарик, Г.С. Шишикин. №4653188/12; заявл. 21.02.89; опубл. 07.09.91, Бюл. №33. - 3 с.

7. A.c. 1727273 РФ, МПК В 08 В 9/00. Способ промывки каналов изделий/

8. A.Н. Свиридов, В.М. Ваганов, В.Н. Косолапов. №3726584 /12; заявл.1604.1984; опубл. 27.04.2008.

9. A.c. 2011445 РФ, МПК В 08 В 9/00, 9/06. Способ промывки внутренних полостей гидравлических и топливных систем / B.C. Журавлёв. №4408114 /12; заявл. 11.04.1988; опубл. 30.04.1994.

10. A.c. 2041749 РФ, МПК В 08 В 9/00. Способ промывки полых изделий /

11. B.А. Ермаков, Д.А. Загвоздин, Г.С. Шишкин, М.А. Ермаков. №4907674 /12; заявл. 04.02.1991; опубл. 20.08.1995.

12. A.c. 2132244 РФ, МПК В 08 В 9/00. Способ промывки внутренних поверхностей полых изделий и устройство для его осуществления / H.A. Зюзиков, С.И. Григорьев. №97108121 /12; заявл. 15.05.1997; опубл.2706.1999.

13. A.c. 424625 СССР, МКИ В 08 В 9/00. Установка для промывки полых изделий /В.Д. Сурков, В.В. Митин, В.И. Усков, В.А. Армяч, С.С. Яновский. №1830541/28-13; заявл. 22.09.72; опубл. 25.04.74, Бюл. №15. - 2 с.

14. A.c. 808724 СССР, МКИ F 15 В 21/12. Гидропульсатор / СЛ.Аксельрод. -№2412925/25-06; заявл.19.10.76; опубл. 28.02.81, Бюл. №8. 13 с.

15. A.c. 808763 СССР, МКИ F 15 В 21/12. Гаситель колебаний давления / Санчугов В.И., Шорин В.П., Климов H.A. Опубл. Бюл. № 8, 1981.

16. A.c. 8422437 СССР, МКИ G 01 М 1/16, F 15 В 21/12. Гидропульсационная установка / В.П. Шорин, А.Г.Конев №2734956/25-06; заявл. 07.03.79;опубл. 30.06.81, Бюл. №24 -1 с.

17. A.c. 909382 СССР, МКИ F 15 В 21/12. Пульсатор / С.В.Елисеев, В.Г.Задгезинов и др. №2918243/25-06; заявл. 05.05.80; опубл. 28.02.82,1. Бюл. №8 3 с.

18. A.c. 973963 СССР, МКИ F 15 В 21/12. Гидропульсатор / А.Г.Конев, В.И.Санчугов и др. №3293840/25-06; заявл. 08.05.81; опубл. 15.11.82, Бюл.42 3 с.

19. Автоматическое регулирование жидкостных ракетных двигателей / Б.Ф. Гликман.-2-e изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1989. - 296 с.

20. Автоматическое регулирование жидкостных ракетных двигателей / Б.Ф. Гликман. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989. - 296 с.

21. Агранат, Б.А., Башкиров, В.И., Китайгородский, Ю.И., Хавский, Н.Н. Ультразвуковая технология / Под ред. Б.А. Аграната. М.:1. Металлургия, 1974. 504 с.

22. Аксенов. А.Ф., Лозовский, В.Н. Износостойкость авиационных топливо-гидравлических агрегатов. М.: Транспорт, 1986. - 240 с.

23. Альтшуль, А.Д., Киселев, П.Г. Гидравлика и аэродинамика (Основы механики жидкости): Учеб. пособ. для вузов. -М.: Стройиздат, 1975. 323 с.

24. Атабеков, Г.И. Теоретические основы электротехники. М.: Энергия, 1978.- 722 с.

25. Байбородин, Б.В., Егоров, И.Я. Технология и оборудование для промывки гидротопливных систем // Авиационная промышленность. 1980. - С. 26.

26. Башта, Т.М. Гидравлические приводы летательных аппаратов / Т.М. Башта.- М.: Машиностроение, 1967. 495 с.

27. Белянин, П.Н. Центробежная очистка рабочих жидкостей авиационных гидросистем / П.Н. Белянин. М.: Машиностроение, 1976. - 328 с.

28. Белянин, П.Н., Данилов, В.М. Промышленная чистота машин / П.Н. Белянин, В.М. Данилов. М.: Машиностроение, 1982. - 224 с.

29. Ваганов, В.М. Очистка каналов элементов трубопроводных систем летательных аппаратов от технологических загрязнений пульсирующим потоком жидкости: Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М., 1986. 17 с.

30. Вильнер, Я.М., Ковалев, Я.Т., Некрасов, Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам / Под ред. Б.Б. Некрасова.

31. Минск: «Вышэйш. школа», 1976. 416 с.

32. Гареев, A.M., Тимиркеев, Р.Г. Автоматизированный измерительный комплекс для контроля чистоты рабочей жидкости // Авиационная промышленность. 2009. - №4. - С. 62-67.

33. Гидравлические приводы летательных аппаратов: Учеб. для авиационных специальностей вузов / Н.С. Гамынин, В.И. Карева. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 368 с.

34. Гидравлические и пневматические цилиндры самолётов и вертолётов. Каталог / Л.П. Котов, Б.И. Смирнов М.: НИИСУ, 1982. - 338 с.

35. Гимадиев, А.Г. Выбор длины трубопровода, реализующего акустическую нагрузку / В.П. Шорин, В.И. Санчугов // Известия ВУЗов. Сер.

36. Машиностроение. 1979. - № 6. - С. 59-63.

37. Гликман, Б.Ф. Математические модели пневмогидравлических систем. М.:1. Наука, 1986.-368 с.

38. Гликман, Б.Ф. Нестационарные течения в пневмогидравлических цепях.

39. М.: Машиностроение, 1979. 256 с.

40. ГОСТ 17216-2001 Промышленная чистота. Классы чистоты жидкости.

41. Введ. с 01.01.2003. -М.: Изд-во Стандартов, 2002. 8 с.

42. ГОСТ 18464-87 (СТ СЭВ 5833-86) Гидроцилиндры. Правила приемки и методы испытаний. Введ. с 01.01.89. - М.: Изд-во стандартов, 1987, 1991.-17 с.

43. ГОСТ 28028-89 Промышленная чистота. Гидропривод. Общие требования и нормы. Введ. с 01.01.1990. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 11 с.

44. ГОСТ 6540-68 (СТ СЭВ 3936-82) Гидроцилиндры и пневмоцилиндры. Ряды основных параметров. Введ. с 01.07.69. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 7 с.

45. ГОСТ 31303-2006 Чистота промышленная. Метод очистки гидродинамический газовых и жидкостных механизмов от загрязнителей, Введ. 2008-03-01.- М.: Стандартинформ, 2007. 18 с.

46. ГОСТ 50556-93 Гидропривод объемный. Анализ загрязненности частицами. Отбор проб жидкости из трубопроводов работающих систем. Введ. с 01.01.1994. - М.: Изд-во стандартов, 1993. - 6 с.

47. ГОСТ Р 51109-97 Промышленная чистота. Термины и определения. Введ.с 01.01.1999.

48. ГОСТ Р 51752-2001 Чистота промышленная. Обеспечение и контроль при разработке, производстве и эксплуатации продукции. Введ. с 01.06.2002. -М.: Изд-во стандартов, 2002. - 10 с.

49. Данилов, В.М. Гидродинамическая модель и расчет процесса промывки внутренних каналов гидросистем // Авиационная промышленность. 1975.