автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Разработка методов диагностики и прогнозирования работоспособности деталей передач при циклическом нагружении

р Г Г, Л КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВШНЬЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правам рукописи МАЛЕНКОВ' А5ЩРЕЙ ИВАНОВИЧ1

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

Специальность 05.02.02. "Машиноведение и летали машш"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Курган-1996

Работа выполнена в Курганском государственном университете.

Научные ругаьодителл .- доктор технических наук, - профессор СШРАЩЕВ В.Н.

' - кандидат технических наук, ' доцент РАТМАНОВ Э.В.

Официальные оппоненты ■ - доктор технических наук,

профессор БАЛАКИН П. Д.

- кандидат технических наук ТЮТРИН С.Г.

Ведущее предприятие . - АО "Кургакмашзавод"

(г.Курган)

Защита диссертации состоится 1995 года на

заседании специализированного совета К 064.18.01 Курганского государственного университета (640669, Курган, пл.им.Ленина, КГУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека Курганского государственного университета.

Отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью, просим высылать в адрес университета.

Автореферат разослан 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент у.

РАТМАНОВ Э.В.

СПЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОВЛЕШ. Повышение энергонасыщенности современных - механизмов и машин при одновременном.снижении их материалоемкости требует применения прогрессивных типов механических передач, б том числе зубчатых, обеспечение надежного функционирования которых является важнейшей задачей проектирования. При этом обеспечить требуемый ресурс работы деталей передач непросто, поскольку для надежного прогнозирования.их работоспособности нужна исчерпывающая информация об условиях нагружения передач и характеристиках усталостной прочности применяемых материалов. Практическое решение этих задач осуществляется в процессе конструкторской и технологической доработки деталей и узлов наших, неотъемлемой частью которого являются экспериментальные исследования. Новые возможности для исследования нагрукенностк и долговечности деталей открыло использование датчиков деформаций интегрального типа ШШ), разработанных в Курганском государственном университете. Однако методики их применения, разработанные ранее, не удавалось распространить на исследование таких сложных механизмов, какими являются планетарные, передачи, поскольку в них не учитывался особый характер взаимодействий зубьев сателлитов с зубьями центральных колес, а также тлела место повышенная трудоемкость, связанная с необходимостью многократных разборок передачи. С другой стороны, как правило, е экспериментах подразумевался стационарный режим нагружения изделий, что не позволяло использовать ДДКТ при исследовании объектов, подвергающихся эксплуатационному (как правило нестационарному) нагруженш. Решению указанных проблем посвящена данная диссертационная работа.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Разработка методов эксперимент тальноге исследования работоспособности колес планетарных передач, методов оценки напряжений и ресурса деталей йашг:н по показаниям ДДИТ при нерегулярном режиме нагружения.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- предложен новый способ оценки реакции ДЛИТ, основанный на фиксации отраженного от поверхности датчика инфракрасного излучения с помощью оптоэдекгронных световодньк преобразователей;

- разработан ряд способов определения коэффициента концентрации напряжений в основании зубьев колес планетарных передач как на базе известных, так и нового способа регистрации реакции ДЦИТ;

- соЕдана методика оценки коэффициента неравномерности pací ^ редедения нагрузки меиду сателлитами планетарных передач и угле

перекоса их эубьев в зацеплении;

разработана методика определения напряжений и функции i •распределения в основании 'зубьев колес при нерегулярном реме, нагружения передачи;

■ с- установлены взаимосвязи между реакцией на ДДИТ и разруше нием образцов;

- созданы методики прогнозирования ресурса образцов и детг лей, подвергающихся в условиях эксплуатации нерегулярному и слу чайному нагрукению. -

.'- МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. При выполнении работы использовались ме тоды теории усталости, математической статистики'и сплайн - апп роксимации, методы экспериментальной оценки концентрации цикли . ческих деформаций и напряжений,вероятностные методы определен« 'прочности деталей.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В работе предложен принципиально новый спо соб оценки реакции датчиков деформаций интегрального типа, осно ванный на регистрации изменения отраженного от поверхности ДЦИ инфракрасного излучения с помощью оптоэлектронных световодны преобразователей.

Разработан ряд способов определения закона изменения напря . жений и коэффициента неравномерности распределения напряжений основании зубьев колес передач, а также способ оценки углов экс плучтационных перекосов зубьев колес. Все предложенные способ реализуемы при экспериментальных исследованиях передач планетар кого типа. Некоторые.из способов имеют мировую новизну и признан изобретениями (а.с. N 1608423, N 1716380, N 165804).

На основе установленных взаимосвязей между реакцией на ДЛИ и разрушением образцов разработаны методики прогнозирования дол говечности образцов и деталей, подвергающихся воздействию нерегу лярного и случайного спектра нагрузок.

. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Разработанные методики эксперимен тальных исследований колес зубчатых планетарных передач позволяю значительно снизить трудоемкость проведения экспериментов за сче уменьшения числа прерываний испытаний (вплоть до одного) дл . оценки реакции ШЩТ. Предложены эффективные методики обработк экспериментальных данных. Новый способ оценки реакции ДЩГ.исклю чая субъективный фактор, увеличивает объективность измерений Созданные методики оценки нагруженности и долговечности деталей ;

условиях нерегулярного и случайного нагруженкя открывают новые возможности проведения экспериментальных исследований при эксплуатации машин.

НЛ ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ: 1. Методики экспериментального исследования планетарных передач с помощью ДЛИТ. 2. Способы и результаты определения по показаниям -ДДИТ напряжений в основании зубьев колес при нерегулярном режиме нагружения передач. 3. Результаты восстановления взаимосвязей между долговечностью образцов и реакцией. ДЛИТ и методики прогнозирования на основе этих связей ресурса деталей при переменной режиме нагружения.

' РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ.Методики оценки нагруженности' планетарных передач с помощью ДЛИТ использованы в ходе конструкторской и технологической доработки планетарного бортового редуктора промышленного трактора Т25.01 на Чебоксарском заводе промышленных тракторов, при сопоставительном анализе работоспособности планетарных бортовых редукторов двух вариантов исполнения-четырехосного тягача КЗКТ в процессе ходоеых испытаний. Методики исследования нагруженное™ л долговечности конструкций при нерегулярном нагруже-нии реализованы при исследовании элементов трансмиссий и несущих элементов спортивных автомобилей КАМАЗ при прохождении шл трасс ралли Париж-Гранада-Дакар и Париж-Москва-Пекин.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции "Молодые ученые Курганского машиностроительного института - научно-техническому прогрессу" в г.Кургане в 1935 г.,. на республиканской научно-технической конференции "Тенденции повышения нагрузочной способности передач зацеплением" в г.Кишеневе в 1989 г.. на Всесоюзной научно-технической конференции "Зубчатые передачи: современность и прогресс" в г.Одессе в 1990 г., на республиканской научно-технической конференции "Совершенствование технологических процессов изготовления деталей машин" в г.Кургане в 1991 г., на пятом межгосударственном симпозиуме "Теория реальных передач зацеплением" в г.Кургане в 1993 г., на международном симпозиуме "Прогрессивные зубчатые передата" в г.Ижевске в 1994 г., на международной научно-технической конференции АШ-94 "Повышение эффективности проектирования, испытаний и эксплуатации двигателей, автомобилей, вездеходных , специальных строительных и дорожных малин" в г.Н.Новгороде в 1994 г., на международном конгрессе "Зубчатые передачи" в г.София в 1995г.,на международной научно-технической конференции "Динамика систем, механизмов и машин"

вг.Омдсе в 1995г. Работа в целой доложена и обсуждена на объединенной научном семинаре кафедр Курганского государственного уни-. верситета 19 октября 1995 г. в г.Куогаке.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликована тридцать однс печатная работа, получено пять авторских свидетельств.

.'СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех разделов основного текста, выводов, .списка источников( . включавшего 97 наименований, • содержит 153 страницы машнописногс текста, 31 иллюстрации, 17 таблиц, приложения. Общий объем работы - 187 страниц с приложением. • ,

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, а также положения, выносимые на защиту; ■■ •

В первой глазе рассмотрены экспериментальные средства и методы исследования нагруженности и долговечности деталей машин, подвергающихся в процессе эксплуатации циклическому нзгружению.

Среди широкого многообразия подходов к решению данной проблемы можно выделить два основных пути диагностики усталостной прочности деталей: первый, с применение),! средств неразрушащего контроля (визуально-оптические, оптически активные покрытия, хрупкие лаковые покрытия, магнитные, токовихревые, акустические и др.), и второй, с использованием средств косвенного контроля -индикаторов усталости. К индикаторам усталости, изменяющим свои физические параметры по мере накопления усталостных повреждений в материале детали, относятся : датчики усталостных повреждений, разработанные в институте проблем прочности Украинской Академии наук ; датчики, изготавливаемые из графита с поливинилквиноксали-новой изоляцией ; наклеиваемые хрупкие оксидные покрытия'и другие. К этой же категории средств экспериментального исследования относятся и датчики деформаций интегрального типа СДЩГГ), способы изготовления и методы применения которых предложены и развиваются в Курганском государственном университете (КГУ).

Большой вклад в изучение вопросов, связанных с механизмом реакции фольговых ДЦИТ, с их получением, тарированием и использованием в ходе экспериментальных исследований нагруженности и долговечности деталей машин внесли ученые В.Н.Сызранцев, А.Ю.Розен-берг, Д.А.Троценко, А.Ю.Удовикин, С.Л.Голофаст, В.П.Городничий и ряд других сотрудников .КГУ. В результате комплексных экспериментальных и теоретических исследований разработаны: технология получение ДЦИТ с различной чувствительностью к амплитуде цикличес-

ких деформаций, методы решения задач определения с помощью ДЛИТ характера распределения напряжений и коэффициента- их концентрации, восстановления условий работы зубьев з зацеплении, прогнозирования ресурса образцов и деталей машин при регулярном нагруже-нии. В результате выполненных работ установлены корреляционные . зависшости между показаниям! ДЛИТ . и повревденностьа основного металла, что открывает перспективы использования ДЛИТ для прогнозирования ресурса деталей и металлоконструкций машин. Созданные методики измерения циклических напряжений (деформаций) с помощью * ДЩ4Т предполагают деформирование деталей переменной нагрузкой, амплитуда которой ео времени не меняется. При таких же условиях нагружения получены взаимосвязи между реакцией датчиков и разрушением образцов. Однако эти методики применения ШИТ для экспериментального исследования некоторых деталей, в частности, зубчатых колес 'планетарные передач, не .позволяют, с одной стороны, реализовать возможности традиционных способов оценки реакции ДДИТ . а с другой - не учитывают специфику зацеплений зубьев колес'планетарных передач. Кроме того большинство деталей в процессе эксплуатации работают при нерегулярном режиме изменения нагрузки, что до скх пор в разработанных методиках применения MKT отражения не нашло. На основании проведенного анализа в первой главе сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе рассматриваются вопросы, связанные с разработкой методов исследования нагруженности элементов планетарных передач. Большой вклад в исследование данной проблемы внесли ученые В.Н.Кудрявцев, Ю.А.Державец, Е.Г.Гинзбург, Э.Л.Айрапетов, М.Д.Генкин, их ученики и последователи. Известно,что наибольшей неопределенностью в расчетных зависимостях для планетарных передач обладают коэффициенты, учитывающие неравномерность распреде- • ления нагрузки между сателлитами КНер и коэффициенты концентрации напряжений в основании зубьеЕ KfB. Анализ литературного материала свидетельствует, что определение указанных коэффициентов экспериментальным путем затруднено. В главе рассматривается ряд методик исследования планетарных передач с помощью ДДИТ.

Первая группа методик связана с исследованием характера распределения^ напряжений и коэффициента их концентрации в основании зубьев колес планетарных передач. Для сведения к -минимуму числа прерываний испытаний для исследования реакции на ДДИТ, а' следовательно, и числа разборок и сборок исследуемого механизма, предложен способ построения эпюры напряжений в основании зубьев

*

колес, основанный на одновременном использовании ДДИТ, имеющих различную •' чувствительность к амплитуде циклической деформации. Способ з предельном случае за однократный съем информации с дат-' чиков. (реакция оценивается по первым "темным пятнам" на их по-■ верхности) позволяет получить данные, необходимые для определения эпюры напряжений. Основные положения способа защищены авторским свидетельством. Кроме того, метод сплайн-аппроксимации на неравномерной сетке узлов, примененный в работе для аппроксимации экспериментальных данных," позволяет значительно упростить процедуру обработки результатов измерений. Второй способ, описанный в главе, предполагает использование в качестве критерия оценки реакции ДДИТ изменение микротвердости материала датчиков. Для построения эпюры напряжений необходимо зафиксировать поле распределения ыик-ротвердости на ДДКГ после испытания передачи под нагрузкой. Для • расширений диапазона измеряемых с помощью ДДИТ напряжений, возникающих в основании зубьев при испытании передачи, одновременно .применяют датчики различной чувствительности. Третья методика определения эпюры напряжений в основании зубьев базируется на принципиально новом способе.регистрации реакции ДДИТ - ло изменению потока инфракрасного излучения, отраженного от поверхности датчиков и фиксируемого при помощи оптоэлектронных световодных преобразователей (ОСП). Данный способ регистрации реакции позволяет не только- повысить качество измерений за счет исключения субъективного Фактора, но и сократить число съемов информации с ДДИТ, чтс упрощает процедуру испытаний.

В планетарных передачах зубья сателлитов контактируют с зубьями солнечной шестерни и эпицикла разными сторонами. В результате . на эпюре напряжений в основании зубьев сателлитов могу: наблюдаться не один, а два экстремума. Такой характер эпюры напряжений является следствием погрешностей изготовления и сборга передачи, деформаций ее элементов, особенности нагружения зуб; .сателлита в зонах зацепления. В работе предложена методика разделения интегральной эпюры напряжений, полученной с помощью ДДИТ на две составляющие - от взаимодействий зуба сателлита с кажды из центральных колес.

Для определения коэффициента неравномерности нагружения са тедлитов разработана методика, основанная на использовании ДЦИ различной чувствительности, размещенных во впадинах зубьев все сателлитов. Основные положения методики защищены авторским свиде тельствоы. Кроме этого, предложен способ определения углов экс

. ллуатацяоняых перекосов зубьев сателлитов в зацеплениях с'зубьями центральных колес, в котором предусматривается обработка информации с-шт.. закрепленных на горцах зубьев сателлитов. На способ получено авторское свидетельство.

Разработанные методики исследования кагруженности планетарных передач прошли эксперт,¡ентальную проверку , при проведении исследований планетарного бортредуктора промышленного трактора 725.01 на Чебоксарском заводе промышленных тракторов (рис.1), при исследовании редуктора типа 3-К в механической лаборатории Ленинградского механического института,, на ПО "Кировский завод" при оценке напряжений в основании зубьев специального редуктора.

В третьей главе изложены метода определения с помощью ДДИТ максимальных и эквивалентны;', напряжений в условиях переменного режима нагруженкя исследуемых деталей.

Для приближения стендовых испытаний к эксплуатационным, ха-рактеризуюикмся, как правило, случайным спектром изменения нагрузок, программы испытаний деталей машин предусматривают блочный режим нагруження. Переход от блочного режима к стационарному осуществляется через определение эквивалентных напряжений (вызывающих такую же величину повреждения в материале деталей, что и при блочном режиме зато же число циклов нагружения). Однако традиционные методики определения эквивалентных напряжений недостаточно отражают процессы накопления усталостных повреждений в материале детати.

Подход, использованный а данной работе, базируется на гипотезе нелинейного накопления повреждений Гатса, предполагающей,что усталостная прочность и предел выносливости материала при циклическом деформировании непрерывно изменяются пропорционально функции напряжений. Математически_ модель гипотезы представлена в виде:

г 1 1 7

N - К---(1)

1- б - бгоЩ 6Ц - бгоП^в)-1.

где N - число циклов нагружения; бго - "предел выносливости материала в исходном состоянии; б - величина напряжения; бье - аналог предела прочности материала датчика; К - коэффициент пропорциональности; П1 - мера повреждения, отражающая в относительных единицах снижение предела выносливости (Щ = бГ1/бГо. бп - предел

Результаты экспериментального исследования с ДЦИТ бортредуктора промышленного трактора Т25.01

мосливости материала, получившего предварительную наработку).

В ранее выполненных исследованиях показано, что тарирозочная висимость для ДЦИТ, построенная по моменту возникновения на их верхности реакции в Еиде поре;к "темных пятен", соответствует ,ной и той хе поврежденностн материала образцов (Пг). Тогда при = 'Па-* уравнение (1) описывает тарировочную зависимость, а при . = 1'и б8е = бв, где 6В -.аналог предела прочности ■ материала 5разца (детали), уравнение (1) описывает кривую выносливости ма-фиала. Параметры К, бго и бв устанавливаются на основе; обра-этки экспериментальных данных разрушения образцов, абвг и Пе по гзудьтатам тарировочных испытаний образцов с ДЛИТ.

Для решения задачи восстановления бтах в блоке, относитель-ые параметры которого и число ступеней (ш) заданы, выполняют ис-ытания детали с Д2ЩТ до появления.па его поверхности реакции, юксируя при зтом общее число циклов нагружения. Величина повреж-;екьистч ДЦИТ (ПО на каждой ступени блока, (в функции от бщах) шределяется по выражению (1), разрешенному относительно П*. Поскольку после воздействия всех ступеней блока на датчике возникла эеакшга (т.е. суммарная новрежденность достигла величины Пг), .меем:

гп

СП!» (2)

1=1

Это уравнение, раскрываемое с учетом (1), при заданных относительных параметрах блока содержит лишь одно неизвестное 6<пах-Уравнение (2) • является транцендентным и решается численным методом.

В результате проверки разработанной методики в процессе усталостных испытаний образцов с ДЦИТ установлено, что погрешность определения бщах при известных относительных параметрах блока нагрузки не превышает 67. по сравнению с реальными (задаваемыми на стенде).

Принимая во внимание то, что информация, получаемая с помощью ДЦИТ, позволяет учесть процессы накопления усталостных повреждений при различных уровнях напряжений, предложена новая методика определения эквивалентных напряжений бэ. Расчет 6Э осуществляется на основании зависимости (1) при замене■в ней б на 6Э и П1 на Пе при известном числе циклов N до реакции на'ДДИТ. Расчеты и эксперименты свидетельствуют, что в отличие от традиционных не-

тодов определения бэ (основанных только на относительных параметрах блока нагружения), разработанная методика учитывает дополнительно и величину максимальных напряжений в блоке.

Далее в главе осуществлено развитие методики восстановления напряжений для условияй случайного нагружен'ия деталей с известным (с точностью до параметров) законом изменения амплитуды напряжений во времени. Определение параметров"закона нагружения осуществляется на основании представления выражения (2) в интегральной форме для датчиков, имевших различную чувствительность.

С помощью разработанных методик в условиях ходовых испытаний четырехосного тягача получены данные по распределению напряжений в основании зубьев солнечных шестерен для сопоставительного анализа нагруженности элементов бортовых редукторов двух конструктивных исполнений.

Ь четвертой главе изложены методики прогнозирования по показаниям ДДИТ ресурса деталей при переменном режиме нагружения.

Применяемые в настоящее время методики оценки долговечности деталей, подвергаемых в процессе работы блочном/ режиму нагруже-ния, базируются на непосредственной связи напряжений и числа циклов вагрухешю до разрушения деталей, корректировка расчетных данных выполняется с помощью гипотезы линейного суммирования повреждений и использованием эквивалентных напряжений или эквивалентных чисел циклов нагружения. Такой подход к решению задачг является упрощенным, поскольку традиционные уравнения кривой усталости процессы накопления повреждений при циклическом деформировании не отражают. В определенной степени восполнить даннш' пробел позволяют ДЦИТ. Учитывая, что реакция на ДДИТ возникаем при одной и той же величине поврежденности материала с помощью уравнения (1) удается описать как данные тарировочных испытаний (соответствующих появлению на датчике реакции в виде первыз "темных пятен" и П?= const), так и результаты разрушения образцо! (при Щ» 1 и 6BSr- бБ). В качестве примера на рис.2 показана обработка на основе (1) результатов испытаний на выносливость образцов из стали 09Г2Д и тарировочные кривые для датчиков, изготов ленных из алюминиевой -(nei) и медной (Пег) фольги. Доверительны границы кривых получены подстановкой, в (1) предельных значени предела выносливости бГо, установленных в результате обработк данных испытаний образцов на выносливость. Наличие корреляционно зависимости между реакцией ДДИТ и разрушением образцов при регу дярном нагружении (рис.2) позволяет решать задачу прогнозировали

5fif/7a

з ч° Ai Си

Рис *. Обобщенные результаты экспериментальных исследований образцов из .стали ОЗШ

* ф//

о

ресурса работа образцов при блочном режиме их нагружения, основу

- которой составляет определение эквивалентных напряжений с помощью уравнения (2).

? Разработанные в главе методики позволяют для заданного блока

' изменения нагрузки построить в требуемом диапазоне изменения нап-

- ряжений новую кривую выносливости, учитывающую процессы накопления усталостных повреждений, присущие исследуемому материалу. Положение новой кривой выносливости зависит как от параметров блока нагружения, так и от уровня напряжений. Реализация методики осуществлена в процессе усталостных испытаний образцов из стали 45 с

; ЭДИТ. Установлено, что фактическое разрушение образцов всегда происходило в расчетном доверительном интервале чисел циклов нагружения, в то же время, следуя традиционным методикам прогнозирования ресурса, образцы не должны были разрушаться по крайней мере в течение 10 млн. циклов.

В последнем подразделе работы рассмотрена более сложная за-1 дача - определение числа циклов до разрушения детали в том случае, .когда закон изменения нагрузки представляет собой случайный стационарный процесс. Такой характер нагружения наблюдается, например, в несущих элементах транспортных средств при их движении с постоянной скоростью по дороге с одним и тем же покрытием. Поскольку в данном случае являются неизвестными как уровень эквивалентных напряжений, так и число циклов нагружения, решение задач! получено путем использования двух типов ДЛИТ, например, медных \ алюминиевых, имеющих различную чувствительность к уровню циклических деформаций.

В качестве исходных данных для решения задачи, наряду с информацией, представленной на рис.2, используется величина пробег, автомобиля 11 км до появления реакции на алюминиевом ДЦИТ и Ьг к на медном датчике. - Поскольку процесс нагружения исследуемы элементов случайный, но стационарный, эквивалентные числа цикло нагружения датчиков можно определить по зависимостям: N2 - ЬзКе N1 « ЦКе, где Ке - коэффициент эквивалентности, имеющий размер ность цикл/км. Наклейка датчиков на поверхности элемента выполня ется по возможности ближе друг к другу, тогда эквивалентное наг ряжение 6е на исследуемой поверхности для обоих датчиков буде одинаковым. В этом случае, входя в уравнение (1) с параметра», бвв-. Не. N1 для алюминиевого датчика и с параметрами 6Ее. Пг. Г для медного датчика, получим систему двух уравнений с двумя ней: вестными Ке и 6е. решение которой позволяет определить' нагруже]

кость элементов и осуществить по (1) при П^ 1, бв и б - 6е прогноз ресурса.

Изложенная методика явилась основой при исследовании с использованием ДДИТ элементов трансмиссии (полуосей и зубчатых ко-, лес главной передачи) спортивных автомобилей КАМАЗ при прохожде- : нии ими трассы ралли Париж-Дакар. В результате определены эквивалентный вращающийщий момент, и эквивалентные, напряжения в основании зубьев колес.

' ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ • .

' . 1. Разработаны способы определения закона распределения напряжений . и коэффициента их концентрации в основании зубьев колес планетарных передач: •.

- с применением ДШ различной чувствительности к амплитуде циклической деформации (а.с. 1608423);

■ - с использованием ДДИТ, реакция которых .оценивается по площади измененной структуры;'

- на основе принципиально, нового критерия оценки реакции ДДИТ - по изменению отраженного от поверхности датчиков потока инфракрасного излучения, оцениваемого с помощью оптоэлектронных световодных преобразователей.

2. Разработаны методики определения коэффициента неравномерности распределения нагрузки между сателлитами планетарных передач (а.с. 1716380 ) и углов эксплуатационных перекосов осей сателлитов (а.с. ' 1652804) с помощью ДДИТ,и предложена математическая^ модель расшифровки информации с ДДИТ, помещенных в основании зубьев сателлитов, учитывающая знакопеременный характер их взаимодействия с зубьями центральных колес.

3. Для постороения эпюр напряжений по показаниям ДДИТ предложена методика,основанная на использовании сплайн-аппроксимации.

4. Апробация созданных методик исследования нагруженности зубчатых передач осуществлена при выполнении экспериментальных работ на ряде предприятий (Чебоксарский завод промышленных тракторов, ПО "Кировский завод", Курганский завод колесных тягачей им. Д.М.Карбышева, лаборатория Ленинградского механического института) .

5. Разработаны методики восстановления максимальных, и эквивалентных напряжений, закона их распределения,. и решена задача прогнозирования ресурса деталей с использованием ДДИТ в условиях

блочного и случайного нагружения.

.. 6. Экспериментальное подтверждение предложенных методи восстановления напряжений и прогнозирования ресурсаосуществлено ходе усталостных испытаний образцов при блочном нагружении в ла боратории Курганского государственного университета, а также пр исследовании элементов трансмиссий спортивных автомобилей КАШ -после прохождения ими трассы ралли Париж-Дакар.

7. Разработанные в диссертационной работе методики входят состав учебных пособий и используются в процессе подготовки ст> дентов в Курганском государственном университете.

Основные результаты диссертации представлены'в следующих ш учных публикациях:

1. A.c. 1326945 (СССР), МКИ 001 К 3/32. Способ определен! амплитуды циклической деформации детали / В.П.Городничий, А.И.М; леняков, А.Ю.Розенберг, В.Н.Сызранцев, А.Ю.Удовикин. 4049628/25-28; Заявлено 08.04.86; Опубл. 30.07.87; Еюд.Ы 28 Зс.:ил.

2. A.c. 1716380 (СССР), МКИ 001 N 3/32. Способ определен: коэффициента неравномерности ' нагружения элементов механтесп передачи / ' А.И.Маленков, В.Н.Сызранцев и А.Ю.Удовикин.-4752284/28; Заявлено 20.10.39; Опубл. 29.02.92; Бюл. N 8. - 4 с ил.

3. A.c. 1652804 (СССР),МКИ 001 В5/30.Способ оценки погре ности положения элементов зубчатых механизмов / А.Ю.Удовики А.И.Маленков и В.Н.Сызранцев.- N 4701179/28 ; Заявлено 05.06.8 Опубл. 30.05.91; Бюл. К 20.- 3 с.: ил.

4. A.C. 1608423 (СССР), МКИ 301 В 7/28. Способ определен ■ коэффициента концентрации напряжений в зубчатой передаче

А.Ю.Удовикин, В.Н.Сызранцев и А.И.Маленков.- N 4616352/25-28; Е явлено 06.12.88; Опубл. 23.11.90; Бюл. N 43.- 5 е.: ил.

5., A.c. 15519968 (СССР), МКИ 001 В 5/30. Образец для Tai ровки датчиков сдвиговой деформации / А.Ю.Удовикин, А.Ю.Розенбе И А.И.Маленков,- N 4423838/25-28 ; Заявлено 11.05.88; ОпуС 23.03.90; Вол. N 11. - 2 е.: ил.

6. Розенберг А.Ю., Сызранцев В.Н., Маленков А.И. и др. Ис ледование воспроизводимости свойств медных датчиков контроля щ лических деформаций // Расчет и'управление надежостыо больших i ханичееккх систем: Информ.матер. V Всесоюз. школы.- Свердлова Звенигород, 1934. - с.131 - 133.

7. Добрынько A.B., Маленков А.И. и др. Применение датчиков деформаций интегрального типа для оценки циклических напряжений на корпусах автосцепок' 4-х осного полувагона // Молодые ученые Курганского машиностроительного института - научно-техническому прогрессу / Сборник трудов.- Курган, 1983,- С.33-41.

■ 3. Сызранцев В.Н., Добрынько A.B., Маленков А.И. Применение датчиков деформаций интегрального.типа для оценки остаточной долговечности образцов при испытаниях их на выносливость // Молодые ученые Курганского машиностроительного института - научно-техническому прогрессу / Сборник трудов.- Курган, 1988.- С:3-5

9. Сызранцев В.Н., Добрынько А.В:, Удовикин А.Ю., Маленков А.И. Измерение напряжений б зубьях колес цилиндрических передач с помошьв датчиков деформаций интегрального типа // Вестник машиностроения, 1990.- КС.- С.27-30.

10. Сызранцев В.Н., Кузнецов В.П., Иванов A.A., Маленков А.И.: 0 применении сптозлектронных световодных преобразователей для оценки показаний датчиков деформаций интегрального.типа // Теория реальных передач зацеплением: Пятый межгосудорств. симпозиум. Тезисы докладов.- Кургач, 1993.- С.ОС.

И. Маленков А.И. Применение датчиков деформаций интегрального типа для экспериментального исследования планетарных передач // Прогрессивные зубчатые передачи: Доклады международного симпозиума.- Ижевск, 1994.- С.52-53.

12. Сызранцев В.Н. .Голофаст С.Л., ШтшО.А., Маленков А.И. НоЕые методы экспериментального исследования зубчатых передач // Доклады международного конгресса "Зубчатые передачи - 95", София, .1995.- С.71-73.

13. Сызранцев В.Н., Голофаст С.Л., Маленков А.И. Методы экспериментального исследования зубчатых передач с помощью датчиков деформаций интегрального типа: Учебное пособие.- Курган: РИО КМИ, 1995.- 35 с.

МАЛЕНКОВ. АНДРЕЙ ИВАНОВИЧ

- .РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ НАГРУЖЕШШ '

Специальность 05.02.02. "Машиноведение и детали машин"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени ' кандидата технических наук

• Подписано в печать 96, Формат 60 х 84 1/16

Бумага тип. Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Уч.изд.л. 1,0 Заказ К Тираж 100 экз. , Бесплатно.

Редакционно-издательский отдел "Курганского , государственного университета, 640669, Курган, пл.им.Ленина. Курганский государственный университет, корпус Б, ротапринт, г.Курган, уд. Пролетарская,. 62.