Совершенствование приводов транспортно-технологических машин использованием зубчатого бесшатунного дифференциала тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, кандидат наук Зайкин, Олег Аркадьевич

• Зайкин, Олег Аркадьевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Зайкин, Олег Аркадьевич

СОДЕРЖАНИЕ стр.

Введение

Глава 1 Определение цели совершенствования приводов и задач

ее реализации

1.1 Анализ тенденций совершенствования приводов в научно-конструкторских работах

1.2 Постановка цели и определение задач диссертации

Глава 2 Разработка схемзубчатых дифференциалов с точным

прямолинейным движением без направляющей

2.1 Разработка условий синтеза механизма с заданным прямолинейным движением

2.2 Кинематический синтез механизма по условиям формирования прямолинейного движения точек на сателлите

Заключение по главе

Глава 3 Теоретическое исследование параметров движения, новых схем замкнутых дифференциалов

3.1 Вывод уравнений прямолинейного движения точек сателлита с параметрами нарушения прямолинейности

3.2 Расчет и анализ кинематических параметров

3.3 Расчет и анализ силовых и динамических параметров

3.4 Исследование условий уравновешенности схем

Заключение по главе

4.2 ний

м

Разработка экспериментального комплекса и организация испыта-

4.2.1 Описание экспериментальной установки

4.2.2 Описание измерительного комплекса

4.2.3 Тарировка датчиков

4.2.4 Программа и особенности организации испытаний

4.3 Расчет параметров движения моделей

4.3.1 Расчет отклонений в движении модели №2 для оценки устойчивости прямолинейной траектории

4.3.2 Расчет кинематических параметров движения по теоретическим

зависимостям и характеристикам привода

4.3.3 Расчет моментов на трех потенциальных приводных

валах и КПД

4.4 Описание испытательного процесса и обработка результатов испытаний

4.4.1 Испытание модели № 1

4.4.2 Испытание модели №2

4.4.3 Испытание модели №3

4.4.4 Испытание модели №4

4.4.5 Кинематические испытания моделей

4.4.5 Анализ результатов испытаний моделей

Заключение по главе

Глава 5 Разработка методики проектирования механизмов на базе предложенных дифференциальных схем

5.1 Обоснование выбора исходных данных для проекта и базовой схемы

5.2 Методика расчета чисел зубьев колес дифференциальной ступени и дифференциала

5.3 Рекомендации по расчету параметров замыкающей

ступени

5.4 Рекомендации по силовому расчету элементов схемы

5.5 Рекомендации по способам уравновешивания механизма

Заключение по главе

Глава 6 Проекты предложений по совершенствованию приводов

на базе бесшатунных дифференциальных схем

Заключение по главе

Заключение

Список использованных источников

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование приводов транспортно-технологических машин использованием зубчатого бесшатунного дифференциала»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации

Являясь основным энергозадающим элементом транспортной и транспортно технологической машины( ТиТТМ), а также формирователем параметров рабочего процесса, привод все же относится к вспомогательной системе технического изделия. Поэтому его положение в общей конструкции должно быть более чем скромным и по размерам, и по негативному сопровождению рабочего процесса. В действительности оказывается все наоборот.

Приводы ТиТТМ, помимо значительных размеров и массы (до 35 % от общих показателей), виброактивны, экологически агрессивны (до 40 % городских выхлопов), топливозатратны от (8 л/100 км до 40 л/100 км пробега в малом и среднем классе транспортных систем), обладают малым ресурсом (от 3 до 7 тыс. моточасов). Существенными недостатками обладают также приводимые исполнительные механизмы, такие, как захваты, грейферы, компрессоры, прессы, насосы и др.

Одним из недостатков современных приводов является сложность управления в них рабочими параметрами с целью экономии энергии, гибкости техпроцесса, универсальности в широком диапазоне видов машин.

Существует два главных направления решения проблем приводов ТиТТМ -усовершенствование применяемых комплектов привода и разработка новых конструкций комплектов привода с лучшими эксплуатационными свойствами на основе нетрадиционных известных или синтезированных схем механизмов.

При совершенствовании типовых конструкций решают задачи моделирования принципа работы для глубокого аналитического и экспериментального исследования сути проблемы. На основе полученных результатов корректируют конструкцию. Эффективность метода - от 3 % до 15 % решения проблемы привода.

Второе направление более прогрессивное. Ее решения позволяют повысить эффективность до 60 % в решении проблемы, комплексно устранить взаимосвязанные недостатки, открыть новое направление в машиностроении. Например, разработки альтернативной энергетики с применением гибридных агрегатов и

электричества позволили решить от 20 % до 100 % экологических проблем приводов. Роторные конструкции развиваются все интенсивнее, так как решают проблемы компактности и уравновешенности. Таковы, например, роторные ДВС Ванкеля; нутационный двигатель, бесшатунные крейцкопфные и планетарные зубчатые, дифференциальные приводы механизмов, роторно-лопастной ДВС Фролова и др. Новые рабочие процессы в комплектах приводов также решают задачу их совершенствования. Это — процессы внешнего сгорания в двигателях Стерлинга; рекуперация тепловой энергии в свободно-поршневых ДВС, процесс Кушуля для ДВС, детонационные, газовые и пневмопроцессы в ДВС и др.

Нетрадиционные конструкции приводов обладают полной уравновешенностью, им присуще малое трение в кинематических парах, в некоторых случаях — рабочий процесс не поступательного движения, высокая удельная мощность и механический КПД, компактность и др.

Сегодня в России утверждено несколько целевых программ развития альтернативной энергетики вообще [54, 57, 66] и на автомобильном транспорте в частности [36, 53, 55]. В соответствии с этими инвестиционными проектами, через несколько лет на автотранспортные нужды будет расходоваться 6 млрд. кубометров "голубого топлива" в год, а количество переоборудованных автомобилей увеличится более чем в четыре раза, то есть достигнет 400 тысяч. Однако сегодня эффективного привода для газовой альтернативы нет.

Кривошипно-шатунная схема расходует газовое топливо также неэкономно, как и бензин. Единственное ее достоинство — всесторонняя известность и простота в базовом исполнении. Но с улучшениями конструкции она становится сложной и высокотехнологичной из-за того, что за счет усложнения устраняет некоторые проблемы в работе КШМ.

Работы ведутся и по кардинальному снижению расхода топлива в силовых установках. При решении этой задачи остаточных запасов нефти Земли хватило бы для перехода на качественно новые энергоисточники. При малом потреблении выбросы уменьшатся пропорционально в разы и будут соответствовать нормам ЕВРО-5 и выше. Однако с использованием традиционных механизмов эту задачу

просто решить нельзя.

Она решается уже сейчас гибридными приводами с альтернативными конструкциями разных типов двигателей, снизив потребление углеводородного топлива до 2-3 литров на 100 км пробега.

Все чаще в научных публикациях можно встретить описание новых конструкций двигателей, компрессоров, зубчатых дифференциальных вариаторов и других агрегатов, имеющих цель обеспечить предельно малые габариты, топливную экономичность, управляемость рабочим процессом и экологию на уровне «ЕВРО-5, 6». Во многих из них применены волновые, зубчатые планетарные и дифференциальные схемы, обеспечивающие малую массу и габаритные размеры. Планетарные механизмы настолько универсальны, что могут воспроизводить не только вращение из вращения при традиционной схеме их использования, но и синтезировать прямолинейную траекторию при определённых размерах колёс. Конструктивно они относятся к роторным схемам, поэтому имеют их достоинства. Звенья в виде зубчатых колёс имеют высокую технологичность и надёжность конструкции. Имея свойство трансформироваться в дифференциал, планетарные механизмы управляемы и адаптированы к смене параметров техпроцесса.

Таким образом, тема диссертации, направленной на совершенствование приводов транспортно-технологических машин использованиием зубчатого бесшатунного дифференциала, является актуальной.

Степень ее разработанности

В современных научных публикациях представлены технические решения американских, французских, отечественных конструкций двигателей, компрессоров и других агрегатов с нетрадиционными схемами, имеющие цель обеспечить предельно малые габариты, топливную экономичность, управляемость рабочим процессом и экологию на уровне «ЕВРО-5, 6», в том числе разработки МГТУ им. Баумана, МАДИ, а также ВолгГТУ по приводам с прямолинейным движением для шагающих систем. В некоторых из них основой разработки являются бесшатунные механизмы, апробированные в авиационном двигателестроении С.С. Баландиным. Примеры использования подобных схем можно увидеть не только в ДВС,

но и в холодильной, грузоподъемной, строительной технике и т.д. Они привлекательны потому, что отвечают многим описанным выше требованиям. Таким образом, это научное направление достаточно разработанное, кроме одной модификации механизмов, которая исследуется в данной диссертационной работе.

В работе, исследования выполнены на основе госбюджетной НИР кафедры «Техника и технологии наземного транспорта» — «Совершенствование условий функционирования автотранспортной сети Астраханской области», № гос. регистрации 01201179394.

Цели и задачи. Целью данной работы является разработка новых схем зубчатых бесшатунных механизмов для совершенствования приводов транспортно-технологических машин.

Для достижения цели исследования были поставлены и решены такие задачи:

• анализ принципа работы схемы бесшатунного планетарного механизма для разработки схемы с прямолинейным движением без направляющей, воспроизводимом на кинематическом принципе;

• разработка новой схемы зубчатого бесшатунного механизма с трансформацией вращения в поступательное движение по выделенному принципу, но со свободными размерами звеньев;

• математическое описание условий формирования траектории точки прямой в зависимости от отклонений в формирующей кинематике и уравнений параметров работы механизма при прямолинейном движении;

• экспериментальная апробация функциональных возможностей нового механизма;

• разработка методики расчета приводов на основе новых механизмов;

• разработка концепций приводов для технологических машин. Научная новизна работы:

• предложены и научно обоснованы схемы новых бесшатунных зубчатых дифференциальных механизмов, реализующие прямолинейное движение без направляющей и шатуна для приводов машин;

• установлены закономерности движения звеньев привода с новой схемой, что позволяет управлять траекторией движения выходного звена;

• разработана конструкция не разрезного жесткого водила, позволяющая использовать эту конструкцию в приводах машин;

• разработка методики расчета приводов с новыми механизмами;

предложены варианты приводов машин на базе разработанных дифференциальных механизмов, имеющие новую нетрадиционную конструкцию и принцип работы.

Теоретическая и практическая значимость работы

Существенное теоретическое значение имеет предложенный автором метод синтеза новых схем планетарных замкнутых дифференциалов; созданная им математическая модель, позволяющая исследовать процессы движения звеньев этих механизмов и оценивать их работоспособность, а также новая методика проектирования таких механизмов.

Существенное практическое значение имеют созданные и запатентованные автором технические решения зубчатых бесшатунных дифференциалов [патенты РФ на изобретения №№ 2102644, 2125195, 2196264, 2196265], которые позволяют проектировать компактные приводы с поступательным и с точным поступательным движением выходного звена в рабочем процессе без направляющей или крейцкопфа и с улучшенными потребительскими свойствами, которые можно применять: в качестве двигателей гибридных приводов; в качестве компактных генераторов тока с мини-ДВС для электромобилей; в качестве колесных двигателей автомобилей с функцией подруливания в системе или с функцией управляемого включения в режимах буксования, при трогании, при перегрузках и т.д. Также существенное значение для практики имеет созданное автором экспериментальное оборудование для испытаний зубчатых бесшатунных дифференциалов и предложенные методики экспериментальных исследований.

Методология и методы исследования

Для решения поставленных в диссертации задач использовались основные методы физики, теории механизмов и машин, математической статистики, планиро-

вания эксперимента, проектирования измерительных комплексов, а также экспериментально-аналитический метод исследований. При обработке результатов экспериментов использовались методы математической статистики, математического моделирования, поискового конструирования.

Положения, выносимые па защиту

1. Метод синтеза дифференциального механизма по заданной кинематике передаточного механизма с использованием графических планов линейных скоростей, отличающийся тем, что базовый механизм оказывается вписанным в синтезированную схему в мнимом виде и геометрия звеньев формируется в виде линейных размеров, а числа зубьев и модуль подбираются по многовариантному раскладу без округления.

2. Запатентованные четыре схемы замкнутых зубчатых бесшатунных дифференциалов со свободными размерами колес относительно базовой схемы, имеющие способность кинематически формировать для особой точки на сателлите точную прямолинейную траекторию движения без направляющей.

3. Разработанная математическая модель, позволяющая управлять прямолинейностью траектории движения особой точки механизма от прямой до эллиптической в зависимости от отклонений в параметрах механизма и внешних управляющих функций; уравнения параметров работы схемы в рабочих режимах привода и прочностного расчета звеньев.

4. Созданные физические модели и экспериментальный комплекс для исследования функциональных параметров созданных механизмов.

5. Методика расчета геометрических размеров звеньев, разработанных дифференциальных механизмов, обеспечивающая точность прямолинейного движения особой точки при обеспечении надежной устойчивости траектории от перехода в периодическую гипоциклоиду.

6. Новое конструктивное решение многоопорного сборного неразрезного жесткого водила на подшипниках качения для проектирования механизмов на основе разработанных схем бесшатунных зубчатых дифференциалов.

7. Концептуальные эскизные и схемные проекты приводов для некоторых

транспортно-технологических машин на основе предложенных дифференциальных механизмов.

Степень достоверности и апробация работы

Достоверность и обоснованность полученных результатов обусловливается использованием основанных на фундаментальных законах механики научно обоснованных теоретических методов исследований на основе созданного автором математического описания моделей предложенных механизмов, научно обоснованных экспериментальных методов исследований и сходимостью результатов расчетных и экспериментальных исследований.

Основные научные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на восьми Международных и Юбилейных научно- технических конференциях АГТУ (Астрахань, 1996 — 2010 г.), на Международной конференции «Современные направления развития производственных технологий и робототехника» в ММИ (Могилев, 1999 г.), на Международной научной конференции, посвященной 70-летию КГТУ (Калининград, 2000 г.), на Всероссийской конференции «V сессия Научного совета РАН по механике деформируемого твердого тела» в АГТУ (Астрахань, 2011 г.), на V международной конференции «Проблемы механики современных машин» в ВСУТиУ (Улан-Уде, 2012 г.), на 51 й научной конференции в ВолгГТУ (Волгоград, 2014 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе 2 статьи, опубликованные в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК, и 4 патента на изобретения. Результаты работы отражены также в научно-исследовательских отчетах, имеющих государственную регистрацию.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из Введения, шести глав, Заключения и Списка литературы. Работа изложена на 173 страницах машинописного текста, содержит 13 таблиц, 143 рисунка. Библиографический список состоит из 87 наименований представлен на 9 с.

Диссертация отвечает паспорту специальности 05.02.02 «Машиноведение, системы приводов и детали машин» в пунктах области исследования 2, 6 и частично 8.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРИВОДОВ И

ЗАДАЧ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ

1.1. Анализ тенденций совершенствования приводов в научно-

конструкторских работах

Привод технической системы — это кинематическая цепочка технических устройств (назовем их — комплекты из за сложной комплектации конструкции), предназначенных для передачи энергии рабочему органу, создания у него требуемой скорости и задания ему требуемой траектории движения. В кинематическую цепочку входят — источник энергии, передаточный механизм, система управления скоростным режимом и распределения движения по параллельным потребителям.

Являясь главным организатором работы машины, в то же время привод выступает в роли вспомогательного элемента технической системы, поэтому идеология его проекта основана на предельной компактности и максимальной производительности.

Проблемы приводов разнообразны и зависят от типа машины и комплектов привода. Их можно систематизировать по решаемым приводом задачам — передача рабочему органу энергии для совершения механической работы, задание но-требной кинематики режимов движения, задание требуемой траектории движения рабочего органа. Дополнительно приводы требуют совершенствования в рамках решения проблем по экономии ресурсов и экологии рабочего процесса. Стратегические направления совершенствования приводов машин можно сформулировать следующим образом:

• снижение массы, габаритов и удельных показателей на единицу мощности (производительности);

• повышение производительности рабочего процесса без значительного увеличения габаритов и массы;

• снижение потерь мощности на внутреннее трение;

• повышение межремонтного ресурса;

• ремонтопригодность комплектов;

• универсальность к типам машин;

• упрощение исполнительного механизма;

• возможность уравновешивания простыми способами;

• управление параметрами движения;

• энергетическая экономичность;

• экологичность продуктов работы комплектов.

Как видим, направлений совершенствования множество. В соответствии с ними работает огромное количество научных коллективов ведущих вузов и стран, но совершенствуются в основном приводы конкретных машин. Работ по комплексному совершенствованию почти нет, так как никто не ставит цель поиска универсальной и совершенной схемы для разных комплектов привода машин. Проведем анализ современных и ретроспективных научных работ и конструкторских разработок по совершенствованию приводов из различных областей машиностроения.

Для экономии энергии, повышения качества продукции и увеличения производительности технологического оборудования, наиболее полного приспособления транспортно-технологических машин (снегоуборочные и мусороуборочные машины и др.) к условиям движения, передачи привода должны в достаточно широком диапазоне дозировать механическую энергию. Актуальна проблема плавного запуска и регулирования частоты вращения рабочего органа через привод, которая решается в настоящее время путем применения достаточно сложных электромеханических устройств. В работе [42] эти проблемы решаются новой концепцией дифференциального вариатора момента для приводов, позволяющего изменять движущий момент при постоянном кинематическом передаточном отношении. В отличие от фрикционных вариаторов, предлагаемый механизм обеспечивает управляемость, компактность, надежность и долговечность работы привода исполнительного оборудования машины.

На рис. 1.1 представлена кинематическая схема зубчатого вариатора момента с симметричным дифференциалом. Кинематическая схема вариатора с дифференциалом неравных моментов представлена на рис. 1.2. Устройство и принцип работы данного вариатора аналогичны вариатору момента.

Устройство состоит из дифференциального механизма, входным звеном которого является водило 1 с сателлитами и двумя центральными колесами 4 и 5, установленными на выходных валах 2 и 3 соответственно, один из которых соединен с водилом 6 планетарного механизма, который выполнен двухрядным, а на водиле 6 установлен с возможностью вращения блок сателлитов 7, образованный двумя соосными сателлитами с равным числом зубьев, взаимодействующими с двумя центральными соосными зубчатыми колесами 8, одно из которых закреплено неподвижно, а ко второму подвижному колесу жестко прикреплен рычаг управления 9 вариатором.

Рис. 1.1 Вариатор момента Рис. 1.2 Вариатор момента

с симметричным дифференциалом с дифференциалом неравных моментов

При приложении управляющего момента на рычаг 9 свободное движение водила 6 с блоком сателлитов 7 затормаживается, и возникающий момент торможения на валу водила 6 способствует возникновению крутящего момента на выходном валу 2 вариатора, причем этот момент пропорционален управляющему усилию. Угловая скорость выходного вала 2 также начинает увеличиваться по мере преодоления момента полезного сопротивления пропорционально управляющему воздействию. Диапазон регулирования угловой скорости выходного вала 2, таким

образом, находится в пределах от нуля до значения, обусловленного передаточным отношением от водила 1 к центральному колесу 4.

В отличие от вариатора с симметричным дифференциалом, в вариаторе с дифференциалом неравных моментов за счет уменьшения крутящего момента на колесе 5, существенно снижается усилие на рычаге управления 9.

В современных холодильных установках распространены поршневые компрессоры (ПК) со смазкой цилиндров. Однако использование ПК со смазкой снижает надежность гелиевых установок из-за загрязнения маслом криогенной системы. Поэтому, где возможно, используют компрессоры без смазки [60]. Они имеют высокий ресурс шатунно-поршневой группы и у них отсутствует необходимость в смене поршневых колец.

Основной причиной, сдерживающей рост энергетической эффективности холодильных машин с компрессорами без смазки, является повышение доли механической работы пары цилиндр-поршень. В крейцкопфных компрессорах без смазки эта доля меньше, чем в тронковых, но значительные массогабаритные показатели ограничивают их применение в стационарных установках и исключают на транспорте. Анализ состояния и перспектив развития холодильного поршневого компрессоростроения [51] привёл автора работы [40] к выводу о необходимости разработки холодильного компрессора, работающего без смазки, сочетающего достоинства крейцкопфных компрессоров без смазки цилиндров и современных тронковых машин по габаритам. В результате проработки требований, предъявляемых к холодильным компрессорам, была предложена конструкция (рис. 1.3) бесшатунного компрессора.

Экспериментальные исследования показали, что при работе на хладонах у бесшатунного компрессора без смазки объемные показатели на 10-12 % выше, чем у современных тронковых, а энергетические не уступают последним. Холодильный коэффициент аммиачной холодильной машины с бесшатунным компрессором на 7-10 % выше, чем у машины с циркуляцией масла.

При работе на 11717 и 1122 (режим стандартный) потери на трение в цилиндре

составляют 37-40 %. Величина механического КПД на стандартном режиме — 0,87, что соответствует данным по современным тронковым компрессорам со смазкой и на 3-3,5 % ниже, чем у крейцкопфных машин с традиционным механизмом движения.

Из работы [40] следует, что главным достоинством бесшатунного компрессора на основе классической рычажной схемы является его компактность, отсутствие необходимости в смазке поршней и уплотнений в штоковой области. Однако крейцкопфная форма схемы осталась, что сдерживает повышение механического КПД механизма и усложняет конструкцию, поэтому, несмотря на все достоинства рычажного БШМ, эту схему нельзя признать наиболее оптимальной.

Известно также [45], что относительная утечка газа, выраженная в долях производительности компрессора, обратно пропорциональна скорости поршня. Поэтому для уменьшения утечек ПК выполняют быстроходными. Лабиринтное уплотнение поршня также уменьшает утечку газа. Однако такие уплотнения более дорогие, чем графитовые, и применяются главным образом в крейцкопфных компрессорах без смазки поршней для сжатия совершенно сухих газов (хлор, кислород). Поршневой компрессор с лабиринтным уплотнением чувствителен к вибрациям, поэтому полностью уравновешенные схемы, да еще с точным поступательным движением от толкателя, наиболее предпочтительны, когда используются лабиринтные уплотнения.

Вообще говоря, бесшатунный механизм - это эллипсограф в разных его модификациях. Как силовой агрегат, бесшатунный механизм (БШМ) впервые применен С.С. Баландиным в 1935-1936 г.г. в паровых машинах и позднее, в 19371951 г.г — в созданных им авиационных двигателях внутреннего сгорания [5]. На рис. 1.4 изображена типовая кинематическая схема бесшатунного двигателя С.С. Баландина.

Рис. 1.4. Принципиальное устройство бесшатунного двигателя: 1 — поршневой шток; 2 - коленчатый вал; 3 - подшипник кривошипа; 4 - кривошип; 5 — вал отбора мощности; 6 - поршень; 7 - ползун штока; 8 — цилиндр

Коленчатый вал выполнен в виде разрезанного шатуна. Он установлен между двумя консольными концевыми опорами, которые, в свою очередь, соединены между собой шестеренчатым синхронизирующим механизмом. Из-за нежесткого шатуна в двигателях С.С. Баландина происходило заклинивание силового механизма в корпусе двигателя в результате перекоса поршней и задира о зеркало цилиндров. Каждый четвертый двигатель выходил из строя из-за этих недостатков, поэтому в научной и конструкторской среде сформировалось негативное отношение к самой идее такого типа двигателей.

В сверхмощных двигателях С.С. Баландин решил проблемы разрезного водила путем размещения концевых шеек планетарного вала внутри подшипников большого диаметра — в развитых кинематических парах. При этом окружные скорости сопрягаемых наружных поверхностей этих подшипников увеличивались втрое, что значительно снизило ресурс их работы.

На рис. 1.5 дано сравнение габаритов двигателей двойного действия, которые можно получить с КШМ и БШМ в случае соблюдения равенства мощностей при допускаемых механизмами степенях форсирования или при одинаковых диаметрах и ходах поршней.

вой мощности двойного действия (N6 = N3); ав - при одинаковом диаметре цилиндров (N5 > Ыа) Оа - схема крейцкопфного КПМ; 6 - схема БШМ; в - схема БШМ)

По мнению С.С. Баландина, бесшатунные двигатели могут быть с успехом использованы на морском, речном, железнодорожном и автомобильном транспорте, на тракторах и других сельскохозяйственных машинах. С бесшатунным механизмом могут создаваться дизели и бензиновые двигатели различного назначения, быстроходные паровые машины, поршневые компрессоры, насосы, мотогазогенераторы, комбинированные турбопоршневые двигатели и т.д.

Однако предложенный С.С. Баландиным силовой механизм бесшатунного типа при кажущейся простоте отличался технологической сложностью и малой долговечностью из-за разрезного водила.

При проектировании бесшатунного компрессора, рассмотренного выше, автор использовал консольный двухопорный коленчатый вал, решив эту проблему. Од-

нако консоль всегда хуже по жесткости, относительно вала с концевыми опарами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Зайкин, Олег Аркадьевич, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Аббасов Г.Г. Повышение ресурса узлов поршень — цилиндровая втулка и плунжер — уплотнения буровых нефтепромысловых насосов: (05.04.07)/Уфим. гос. нефт. техн. ун-т. — Уфа, 1994. — 18с.: — Библиограф.: с.17 — 18 (6 назв.) — /94 — 06794а/

2. Алимов О.Д., Абдраимов С. Основы теории прессов с механизмами переменной структуры: /на примере создания прессов «УсТа»/. — Фрунзе, изд-во «Илим», 1988

3. Андропов В.П. Совершенствование цилиндропоршневой группы тракторного форсированного дизеля воздушного охлаждения с целью повышения его надежности: (05.04.02)/Центр. н.-и. автомоб и автомотор, ин-т. - М., 1989. — 16: граф. - Библиограф.: с. 15 - 16 (18 назв.) - /89 - 15405а/

4. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: Учеб. Для втузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1988. - 640 с.

5. Баландин С.С. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. Изд. 2-е, доп. М., «Машиностроение», 1972, стр. 176.

6. Белоглазов В.Г. Научные основы нового направления развития и использования зубчатых планетарных инерционно-импульсивных механических систем. — Владимир, 1997.

7. Бениович B.C., Апазиди Т.Д., Бойко A.M. Ротопоршневые двигатели.ЛМ., «Машиностроение». 1968. 151 е.: ил.

8. Богданов В.В. Синтез и исследование ковшовых транспортирующих устройств на основе кривошипно-ползунных механизмов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новочеркасск, 1996, стр. 19.

9. Булатов JI.A. Шарнирно-рычажные механические приводы стендов линейных перемещений: (05.02.02.)/Владимир.гос.техн.ун-т. - Владимир, 1995. - 15, [1]с.: схем. -Библиограф.: с.16 (6 назв.) -/95 - 05957а/

10. Гаврилов, Андрей Евгеньевич. Разработка методов снижения энергозатрат в приводах робота с ортогональным движителем : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.02 /Гаврилов Андрей Евгеньевич; [Место защиты: Волгог. гос. техн. ун-т].- Волгоград, - 2013. - 142 е.: ил.

11. Герасимов, Денис Викторович. Анализ и синтез свободнопоршневых механизмов энергоустановок летательных аппаратов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.07.05, 05.02.18 /Герасимов Денис Викторович; [Место защиты: Самаре, гос. аэрокосм, ун-т].- Самара, 2001. — 122 е.: ил.

12. Герасимов Д.В. Исследование особенностей проектирования свободно-поршневого электрогенератора / Известия Самарского научного центра РАН. Самара: СНЦ РАН, 2000. Т2. №1.

13. Гоннов И.В., Локтионов Ю.В. Двигатель Стирлинга: возможности и перспективы.// Развитие нетрадиционных источников инергии: Сб. трудов ИАТЭ. — Обнинск, 1990. -С. 156- 165.

14. Данынин Ю.В. Аналитические методы решения задач динамического уравновешивания плоских рычажных механизмов. — Омск, 1998.

15. Дуюн В.И. Применение двигателя Стирлинга для обеспечения автономности тепловых генераторов мобильной техники. — Челябинск, 1997.

16. Зайкин O.A., Нагорный Н.Т., Копытина М.В. Особенности проектирования волнового клино-эксцентрикового редуктора //Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин (2002, октябрь): Материалы науч. конф. / Астрахан. гос. техн. ун-т. — Астрахань: Изд-во АГТУ, 2002. - 316 с.

17. Зайкин, O.A. Проектирование малогабаритных двигателей и компрессоров с точным поступательным движением поршней без направляющей на основе схем замкнутых дифференциалов / Вестник АГТУ. 2005 № 2 (25). Научный журнал. Машиностроение. / Астр. гос. техн. ун-т. — Астрахань: Изд-во АГТУ, 2005. — с.44 - 50. — В 2005 году это издание входило в список ВАК.

18. Разработка бесшатунных зубчатых приводов с поступательным движением без направляющей / O.A. Зайкин, В.В. Шеховцов, М.В. Ляшенко // Известия ВолгГТУ. Серия "Наземные транспортные системы". Вып. 7 : межвуз. сб. науч. ст.

/ ВолгГТУ. - Волгоград, 2013. - № 21 (124). - С. 53-55.

19. Зайкин O.A. Исследование возможности изменения диаметра сателлита в планетарном механизме с точного прямолинейного движения по формуле Виллиса (тезисы)/ ХХХХ Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава: тезисы докл. /Астрахан. гос. тех. ун-т. — Астрахань:

1996, С.224-22

20. Зайкин O.A. Сравнение габаритов и динамических показателей схем кривошипного, безшатуннного и планетарного, с поступательным движением точки на сателлите, механизмов (тезисы)/ XLI Науч.-техн. конф.профессорскопреподавательского состава, XLVII Студенческая науч.-техн. конференция: Тез. докл. /Астраханский гос. тех. ун-т. - Астрахань: Изд-во АГТУ,

1997, С.165-166.

21. Зайкин O.A. Синтез дифференциального механизма с точками точного прямолинейного движения по формуле Виллиса (статья)/ «Вестник АГТУ». Сборник научных трудов. Механика. - Астр. гос. техн. ун-т. Астрахань: Изд-во АГТУ,

1998,-С. 72-75

22. Зайкин O.A. Синтез замкнутого дифференциала с кинематическим принципом задания точного прямолинейного движения/ Современные направления развития производственных технологий и робототехника: Материалы межд.науч.-техн.конф. - Могилев: ММИ, 1999. - 185с.

23. Зайкин O.A. Разработка силовой схемы поршневых машин без бокового трения/ Межд. науч.- техн. конф., посвященная 70-летию КГТУ / Материалы часть III. - Калининград, 2000. - С. 130 - 132

24. Зайкин O.A. Динамика движения замкнутых дифференциалов с точным поступательным движением поршневой группы/ Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин (2002, октябрь): Материалы науч. конф. / Астраханский гос. техн. ун-т. — Астрахань: Изд-во АГТУ, 2002. - с210 — 212

25. Зайкин O.A. Анализ влияния зазоров в кинематических парах на возможность нарушения прямолинейности движения в замкнутом зубчатом дифференциале особой структуры/ Международная отраслевая научная конференция профес-

сорско-преподавателского состава, посвященная 80-летию основания АГТУ (54 ППС) (19-23 апр. 2010 г.). - Астрахань, 2010. - Т. 1. - с.16-17

26. Зайкин O.A. Компоновка ДВС на базе зубчатых замкнутых дифференциалов бесшатунного типа/ Международная отраслевая научная конференция про-фессорско-преподавателского состава, посвященная 80-летию основания АГТУ (54 ППС) (19-23 апр. 2010 г.). - Астрахань, 2010. - Т. 1. - с.17

27. Зайкин O.A. Применение бесшатунного дифференциального силового механизма для повышения надежности поршневых машин/ V сессия Научного совета РАН по механике деформируемого твердого тела: тезисы докл. Всерос. конф., Астрахань, 31 мая - 5 июня 2011г. - Астрахань, 2011. - С. 81-83. - Библиогр.: с. 83 ( 6 назв.).

28. Зайкин O.A. Синтез дифференциальных зубчатых механизмов с точным прямолинейным движением без направляющей для проектирования малогабаритных поршневых агрегатов и устройств: Материалы V международной конференции. - Улан-Уде: Изд-во ВСГУТУ, 2012. - Т. 1. - 276 с. - с.52-55

29. Зайкин O.A. Экспериментальное исследование параметров движения бесшатунных зубчатых дифференциалов с поступательным движением без направляющей // Современные наукоемкие технологии. — 2014. — № 3 . - стр. 40-45;

30. Зайкин O.A., Шеховцов В.В. Методика расчета чисел зубьев колес бесшатунного дифференциала с прямолинейным движением // Современные наукоемкие технологии. -2014. — № 3 . — стр. 46-50;

31. Зайкин, O.A. Механизм точного прямолинейного движения точки. Патент на изобретение № 2102644 Российской Федерации, МКП 6 F16 Н37/16, 19/02. -Заявл. 24.06.1992; Опубл. 20.01.1998, Бюл. № 2.

32. Зайкин, O.A. Замкнутый дифференциал с точкой точного прямолинейного движения. Патент на изобретение № 2125195 Российской Федерации, МКП 6 F16 Н37/16.-Заявл. 16.08.1994; Опубл. 20.01.1999, Бюл. № 2.

33. Зайкин, O.A. Дифференциальный механизм с кинематическим принципом создания точного прямолинейного движения точки на охватывающем сателлите. Патент на изобретение № 2196264 Российской Федерации, МКП 7 Fl6 Н 37/16. —

Заявл. 15.05.1998; Опубл. 10.01.2003, Бюл. № 1.

34. Зайкин, O.A. Многосателлитный дифференциал с точным прямолинейным движением точек на сателлитах. Патент на изобретение № 2196265 Российской Федерации, МКП 7 F16H 37/16.-Заявл. 15.05.1998; Опубл. 10.01.2003, Бюл. № 1.

35. Карло Ля Порта. Возобновляемые виды энергии: последние коммерческие успехи в США и перспективы в будущем / Обзор инф. Науч. и техн. аспекты охраны окружающей среды. ВИНИТИ. 1995. № 2.

36. «Концепция долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020года» (Расп. Правительства РФ от 17 ноября 2008 г. N 1662-р)

37. Крайнев А.О. Словарь — справочник по механизмам. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1987

38. Лебедев, Игорь Сергеевич. Совершенствование приводов многокрасочных рулонных машин по требованиям к неприводке печати : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.13 / Лебедев Игорь Сергеевич; [Место защиты: Моск. гос. ун-т печати им. Ивана Федорова].- Москва, 2013.- 142 е.: ил. РГБ ОД, 61 135/791

39. Лефёров, Александр Александрович. Формирование облика и создание демонстрационного двигателя внутреннего сгорания с качающимися рабочими органами : диссертация ... кандидата технических наук : 05.07.05 /Лефёров Александр Александрович; [Место защиты: Моск. авиац.ин-т (Гос. тех. ун-т)].-Москва, 2005. - 139 е.: ил.

40. Линберг А.Ф. Создание холодильного бесшатунного компрессора без смазки. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ленинград, 1988, стр. 16.

41. Лушпа Л.И. и др. Двигатель Стирлинга: практическая направленность по-грамм.// Автомобильная промышленность. — 1989. — №2. - С.36 - 37.

42. Лысянский, Вячеслав Анатольевич. Разработка зубчатого вариатора момента для приводов технологических машин : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.13 / Лысянский Вячеслав Анатольевич; [Место защиты: ФГБОУ ВПО

«Южно-Российский гос. ун-т эконом, и сервиса» ].- Шахты, 2012. - 185 е.: ил.

43. Макеев С.А. Динамика механизмов и механических передач с функциональными компрессорами. Омск. — 1979.

44. Махкамов Х.Х. Расчетно-экспериментальное исследование рабочего процесса свободнопоршневого двигателя Стирлинга: (05.04.02)/Моск.гос.ун-т им. Н.Э.Баумана. -М., 1991.- 16с.: граф.-Библиограф.: с.16 (7 назв.)-/91 - 15609а/

45. Михайлов А.К., Ворошилов В.П. Компрессорные машины: М., «Энергоато-миздат», 1989, 288с.:ил.

46. Мищенко Н.И. Научно-технические основы создания нетрадиционных маломощных двигателей сгорания с высокими экономическими и экологическими показателями. — Киев, - 1999.

47. Мусаев М.А., Аливагабов М.М. Улучшение эксплуатационных качеств и показателей ДВС на основе новых конструктивных схем / Вестник АГТУ. 2008 № 5 (46). Научный журнал. Морская техника и технолгия. / Астр. гос. техн. ун-т. — Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008. - с.128 - 131.

48. Ничипорчик Н.К. Реверсивный планетарный механизм привода рабочих органов: (на прим. кормоубороч. комбайнов): (05.14.04)/Белорус.гос.политехн.акад. - Минск, 1993 - 15 [1]с.: ил. граф. - Библиограф.: с. 114 - 16 (14 назв.) - /93 -03526а/

49. Павлова Е. И. Экология транспорта. Учебник. М. Мир прессы. 2006.— 343 с.

50. Пинский Ф.И., Пинский Т.Ф. Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с линейным электрическим генератором переменного тока. Патент на изобретение № 2150014 Российской Федерации, МКП F02B71/04, F02D41/307. -Заявл. 16.03.; Опубл. 27.05.2000, Бюл. № 2.

51. Плужников О.Н. Совершенствование агрегатов бытовых холодильных приборов, работающих на озононеразрушающих хладоагентов. — Одесса, 1996.

52. Пожбелко В.И., Ахметшин Н.И., Лившиц В.А. Методы решения задач синтеза механизмов. Учебное пособие. Челябинск: ЧГТУ, 1993. 94с.

53. Прогрессивные технологии машиностроения и современность. Сб. трудов Международной научно-технической конференции 9-12 сентября 1997г., г. Сева-

стополь. - Донецк, 1997.

54. «Российская программа развития возобновляемых источников энергии» Концепция проекта. — Минэкономразвития России. Москва — 2005 год.

55. «Создание автотранспортных средств нового поколения, работающих на альтернативных видах топлива, в том числе газовом, а также с применением комбинированных энергетических установок». Федеральная целевая программа на 2009-2013 гг.

56. Созыкин В.П. Совершенствование конструкций и разработка методики расчета малогабаритных предохранителей от перегрузок по усилию машин возвратно-поступательного действия: (05.02.02.); (05.03.05)/Челяб. политехи, ин-т им. Ленинского комсомола. — Челябинск, 1988. — 19с.: граф. - Библиограф.: с.18 — 19 (14 назван.). - /88 - 24782а/

57. «Стратегия инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 года». Проект «ИННОВАЦИОННАЯ РОССИЯ - 2020». - Минэкономразвития России. Москва, 2010

58. Темнов, Эдуард Сергеевич. Разработка теоретических основ расчета и конструирования малоразмерных двигатель-генераторных установок как единой динамической системы : Дис.... канд. техн. наук : 05.04.02 Тула, 2005 134 с.

59. Федоров С.Н. Повышение ресурса цилиндро-поршневой группы и снижение расхода моторного масла на угар в форсированных автотранспортных дизелях: (05.04.02)/Центр. н.-и. автомоб. и автомотор, ин-т. - М., 1993. - 20с.: граф. -Библиограф.: с.20 (7 назв.) - /94 - 00054а/

60. Холодильные установки / Чумак И.Г., Чепурненко В.П. и др.; Под ред. д-ра техн. наук, проф. И.Г. Чумака. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1991.

61. Хомутов, Максим Павлович. Совершенствование систем приводов гидро-фицированных машин для эксплуатации в условиях низких температур : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.02 / Хомутов Максим Павлович; [Место защиты: Красноярс. гос. техн. ун-т].- Красноярск, 2008. - 130 е.: ил.

62. Чембарисов Р.И. Разработка метода оценки и выбора параметров бесшатунного ДВПТ двойного действия: (05.04.02)/Уфим.авиац.ин-т им. Серго Орджони-

кидзе. - Уфа, 1989. - 23с.: схем. - Библиограф.: с.22 -23 (9 назв.) - /90 - 63а/

63. Чернышев В.В. Структура энергозатрат шагающих машин с цикловыми движителями [Электронный ресурс] / Чернышев В.В. // Наука и образование : электрон, науч.-техн. журнал / МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2012. - № 05, май. - С. 126-140. - Режим доступа : http://technomag.edu.ru/doc/370775.html.

64. Чечулин Ю.Б. Разработка, исследование и промышленное использование оборудования и процессов периодической прокатки на основе планетарных и циклоидных механизмов. — Екатеринбург, 1998.

65. Шнякин В. Многофункциональный РПД: в небе и на суше // Наука и жизнь, №3. - 2002. - С.60 = 63.

66. «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года». Министерство промышленности и энергетики до 2020 года. (Пост. Правительства РФ от 25 апреля 2011 г. N 318)

67. Юдин В.А., Барсов Г.А., Чупин Ю.Н. Сборник задач по теории механизмов и машин: Учеб. пособие. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1982. - 215 е., ил.

68. Юдин, Вячеслав Вячеславович. Технологии и средства механизации сельского хозяйства : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.02 / Юдин, Вячеслав Вячеславович; [Место защиты: Краеноярс. гос. техн. ун-т].- Красноярск, 2001.-130 е.: ил.

69. http://www.mbm.by/raznoe/dvigateli-besshatunnoe-serdtse-avtomobilya.html -Бесшатунный дизель А.Вуля.

70. http://gamalij-v.livejournal.com/2115.html — Детонационно паровой двигатель без КШМ.

71. http://www.gyperon.ru/2006/ll/18/novye_vekhi_v_dvs.html - ДВС «Боннер» и нутационный ДВС.

72. http://rusadvice.org/science/inventions/letayuschaya_tarelka_zamenila_vse_porsh ni_v_sverhlegkom_motore.html — Свободнопоршневой двигатель внутреннего сгорания с линейным электрическим генератором переменного тока (патент РФ № 2150014)

73. http://www.studiplom.ru/Technology/DVS_bezporshnevoi.html - Бесшатунный механизм с синхронизирующими шейками.

74. http://www.chipmaker.ru/topic/25906/ — Дифференциальный ДВС Е.И. Льва

75. http://gamalij-v.livejournal.com/5197.html - Графитовые уплатнения двигателя.

76. http://www.studiplom.ru/Technology/DVS_bez_dima.html — Прицесс горения топлива Кушуля.

77. http://engine.aviaport.ru/issues/36/page31 .htm — Описание двигателя Кушуля

78. http://ru.wikipedia.org/wiki/%DD%EB%E5%EA%F2%F0%E8%F7%E5%F 1 %Е A%E8%E9_%EF%F0%E8%E2%EE%E4_%E0%F0%EC°/oE0%F2%F3%F0 - Электротехнический привод трубопроводной арматуры

79. http://www.lmotion.ru/actuatormagforce.shtml — Актуаторы SKF серии MAGFORCE

80. http://kirilyukmotors.ucoz.ru/publ/2-1-0-15- Оппозитный дизель

81. http://rusadvice.org/science/inventions/avstraliyskiy_i_francuzskiy_vozduh_uspe shno_zamenyayut_benzin.html — Пневмо двигатели Ди Пьетро

82. http://www.unhabitat.org/grhs/2011 -Климат - глобальный доклад

83. http://www.energy2020.ru

84. Moteur a piston rotatif: Brevet d'ivnention République Française 2.121,906/Karl Woywode. №71.00649; Заявл. 11.01.1971 ; Опубл. 25.08.1972 B.O.P.I. - «Listes» n. 34 - 7 c.

85. Opposed piston power unit: United States Patent 3,910,239/Richard James. -№ 478,173; Заявл. 10.06.1974; Опубл. 07.10.1975 12 с.

86. Rotary internal combustion engine: United States Patent 5,261,365/Daniel J. Edwards. №32,622; Заявл. 17.03.1993; Опубл. 16.11.1993.-9 с.

87. .Nikola Tesla, "The Problem of Increasing Human Energy - Through Use of the Sun's Energy," The Century Illustrated Magazine, reprinted in LP A, p. A-140.