Удосконалення функціональних властивостей систем утримання та стабілізації валопроводів суднових турбінних установок - Автореферат

ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА МОРСЬКА АКАДЕМІЯ УДОСКОНАЛЕННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙНауковий консультант: доктор технічних наук, професор Романовський Георгій Федорович, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, завідувач кафедри турбін Ханмамедов Сергій Альбертович, Одеська національна морська академія, завідувач кафедри суднових енергетичних установок доктор технічних наук, професор Дикий Микола Олександрович, Національний технічний університет "Київський політехнічний інститут", професор кафедри теоретичної та промислової теплотехніки доктор технічних наук, професор Захист відбудеться 19 травня 2011 року о 10.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.106.01 в Одеській національній морській академії за адресою: 65029, м.Ефективність і конкурентоспроможність суднових енергетичних установок (СЕУ) забезпечується зростанням питомих потужностей і частот обертання двигунів, яке супроводжується збільшенням мас і габаритів валів, підвищенням діючих на підшипники сил і, відповідно, зростанням втрат механічної енергії на тертя та збільшенням експлуатаційних витрат на підтримку й відновлення працездатності СЕУ. Традиційні прогностичні й розрахункові методи, що застосовуються при регламентуванні режимів роботи підшипників і систем їх мащення, засновані на кінематичних моделях мастильного шару і в явному вигляді не враховують взаємозвязок демпфування навантажень за рахунок сил рідинного тертя та тих сил, які діють на вал. Основною науковою ідеєю дослідження є тезис про те, що підвищення точності утримання осей валів суднових агрегатів і валопроводів забезпечується керованою потенційної енергією мастильного шару підшипників. При дослідженнях застосовані методи динамічного аналізу жорстких симетричних і несиметричних роторів на основі рівнянь Лагранжа, теплового балансу та систем рівнянь термогідродинаміки підшипників; положення термодинамічної теорії гетерогенних систем при описі впливу адаптивних і дисипативних процесів у підвісах на стабілізацію рухомої рівноваги валів; теоретико-імовірнісні методи, що базуються на часовому осередненні параметрів нестаціонарних процесів, для аналізу гідродинаміки просторового руху двофазних мастильних середовищ в підшипниках; розрахунково-аналітичні й чисельні методи математичного моделювання; методи планування експерименту й регресійного аналізу експериментальних даних; теорія імовірності й методи математичної статистики при обробці даних експериментів і підтвердженні адекватності математичних моделей; динамічне програмування при розвязанні складних багатоступеневих задач, в яких результат одного етапу визначає характер розвязання наступних; багаторівневий варіантний метод комплексної оптимізації, що базується на принципах локалізації цільової функції з узгодженням локальних звязків на різних етапах пошуку раціональних рішень. При цьому вперше: - встановлено, що при передачі потужності в СЕУ стабілізація динамічної рівноваги системи “вал - мастильний шар - підшипник”, яка функціонує в умовах гармонічних навантажень, здійснюється шляхом трибокоординації структури робочого тіла, стійкість руху якого забезпечується нормуванням відхилень кінематичних і реологічних параметрів мастильного матеріалу в шарах по висоті зазору, а компенсація впливу змінних навантажень в режимі утримання осі валу за умовами мінімізації відхилень її положення в зазорах підшипників забезпечується підвищенням потенціальної енергії робочого тіла за рахунок зміни параметрів системи мащення;Забезпечення працездатності роторних систем за рахунок подальшого підвищення надійності та резервування їх елементів вимагає надмірних матеріальних витрат і веде до неефективних конструктивних рішень, тому виникає необхідність у виділенні з ієрархії функціональних підсистем суднових енергетичних установок систем утримання та стабілізації валів і виявленні резервів підвищення ефективності їх функціонування. Системи утримання та стабілізації валів СЕУ є складними технічними обєктами, до складу яких входять різні пристрої (ротори двигунів і передач; упорні, проміжні й гребні вали суднового валопроводу; опорні й упорні підшипники з мастильними системами; радіальні й торцеві ущільнення; демпферні елементи та інше обладнання), в яких можлива взаємодія різних видів енергії (механічної, гідравлічної, електричної, теплової). Беручи до уваги високий рівень технічної досконалості й специфічність виробництва суднового обладнання в контексті удосконалення питомих показників силових турбомашин і підвищення їхньої надійності при одночасному зниженні масогабаритних характеристик, обєктом дослідження обрано робочий процес систем утримання та стабілізації валів СТЕУ з підшипниками рідинного тертя.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ