автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Повышение ресурса рабочих поверхностей эксцентриковых механизмов свободного хода (ЭМСХ) в электростартерах судовых двигателей

На правах рукописи

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЭКСЦЕНТРИКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ СВОБОДНОГО ХОДА (ЭМСХ) В ЭЛЕКТРОСТАРТЕРАХ СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (ГЛАВНЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ)

05. 08. 05. Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Калининград - 2007

003055923

Работа выполнена в ФГОУ ВПО Калининградский государственный технический университет

Научные руководители

доктор технических наук, профессор Горин Михаил Петрович

доктор технических наук, профессор Титков Феликс Александрович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Ковальчук Леонид Игнатьевич,

кандидат технических наук, доцент

Толмачев Александр Викторович

Ведущая организация - ГУЛ «Государственный ордена «Знак Почета» научно -исследовательский и проектно - конструкторский институт по развитию и эксплуатации флота ГИПРОРЫБФЛОТ»

Защита состоится 17 мая 2007г в 15 00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 307 002.02 в Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота по адресу 236029 г Калининград, Молодежная, д. 6, зал заседаний Ученого совета, ауд 201

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота

Автореферат разослан " " Мйр70( 2007 г Ученый секретарь

диссертационного совета

Бугакова Н. Ю.

Общая характеристика работы.

Актуальность работы. Российская Федерация обладает самой большой в мире широко разветвленной сетью водных путей сообщения Протяженность рек и каналов, а также побережий морей и океанов достигает более 2,5 млн км, а суммарная площадь акватории озёр и водохранилищ превосходит 250 тыс км2 Суда малотоннажного флота обеспечивают решение многообразных задач по перевозке грузов, людей, патрулированию границы РФ, техническим работам в руслах, поймах рек и на фарватерах, промыслу в морях, реках и внутренних водоемах, обеспечению функционирования портов К судам такого класса относятся дноочистительные краны, речные плавучие русловыправительные суда и снаряды по погружению свай, различные плавучие земснаряды, речные мотоневодники, озёрные электротраулеры, малые добывающие суда, малые траловые боты, речные буксиры, малые рыболовные сейнеры-траулеры, прогулочные яхты и др. На этих судах широко применяются отечественные судовые дизели типов 48,5/11, Ч 9,5/11, Ч 10,5/13, Ч 12/14, Ч 15/15, 415/18, ЗД6. Судовая конверсия грузовых автомобильных двигателей представлена дизелями ЯМЗ - 238Г, ЯАЗ - 204В, М 625 - У, ЗИЛ-120СРИ, ЗИЛ - 375 МЗМА -412, КамАЗ - 740, ЗИЛ - 375 ЯЧ, Д - 447 и др. Для бесперебойной эксплуатации таких судов необходимы надежные пусковые устройства.

Объект исследования. Для запуска быстроходных дизельных и бензиновых двигателей применяется электростартерная пусковая система По статистике число отказов стартеров в процессе эксплуатации составляет 16-21% от общего числа отказов двигателей Надежность работы судового двигателя внутреннего сгорания обеспечивается его качественным пуском. Работоспособность электростартера зависит от его привода, основу которого составляет механизм свободного хода (МСХ), который обеспечивает соединение вала якоря стартера и коленвала двигателя при запуске и автоматическое разъединение их после выхода двигателя в режим работы. Наибольшее распространение в стартерах судовых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) получили роликовые МСХ Однако они обладают недостаточной работоспособностью в пределах заданного срока службы из-за частых отказов. Применяемые храповые МСХ не нашли широкого применения благодаря соударению зубьев.

Предмет исследований - фрикционные эксцентриковые механизмы свободного хода (ЭМСХ), которые лишены недостатков, присущих роликовым и храповым МСХ и их применение наиболее приемлемо в стартерах судовых ДВС

Проблема. Работа всех известных конструкций МСХ сопряжена соударением их рабочих поверхностей. Это ведёт к интенсивному изнашиванию поверхностей, а далее к пробуксовке и к полному отказу механизма. Этот недостаток вызывает необходимость применения в стартерах судовых двигателей конструкции МСХ, в которых будет реализовываться наименьший износ рабочих поверхностей Поэтому решение проблемы по повышению ресурса рабочих поверхностей МСХ является актуальной.

Гипотеза. Для динамического гашения при заклинивании необходимо применять конструктивные решения, которые будут способствовать рассеиванию энергии прилагаемых нагрузок в местах трибоспряжений. Этого можно добиться присоединением к обоймам ЭМСХ системы ударогасителей Принцип действия таких гасителей будет основываться на преобразовании механической энергии соударения рабочих поверхностей ЭМСХ в тепловую энергию внутреннего трения в поглощающих упругих элементах. Именно это условие и будет способствовать увеличению ресурса рабочих поверхностей.

Цель работы. Разработка и исследование фрикционных эксцентриковых механизмов свободного хода с поглощающими упругими элементами применительно к электростартерам судовых ДВС для повышения ресурса их рабочих поверхностей

Основные задачи:

1. Исследование конструкций МСХ;

2. Исследование пусковых процессов стартеров судовых ДВС;

3. Исследование изнашивания рабочих поверхностей ЭМСХ;

4. Разработка ЭМСХ с повышенным ресурсом рабочих поверхностей;

5. Разработка методики расчёта и проектирования предлагаемых ЭМСХ для стартеров судовых ДВС;

6. Разработка методики расчёта и проектирования упругих элементов;

7 Разработка экспериментального стенда для испытания различных МСХ, применяемых в приводах пусковых устройств судовых ДВС,

8. Экспериментальная проверка и сравнение достоверности полученных теоретических результатов,

9. Экономическое обоснование применения упругих элементов

Научная новизна В диссертации впервые получены следующие научные результаты

- предложен совершенно новый подход к решению проблемы изнашивания рабочих поверхностей ЭМСХ. За счёт введения упругих элементов в ЭМСХ достигается замещение поверхностного трения на деталях внутренним трением в упругих элементах

- приведена энергетическая модель, основанная на расчете и сравнении энергоемкостей сопрягаемых рабочих поверхностей с энергоёмкостью упругих элементов в конструкции с целью оценки эффективности их работы

разработана методика расчета и проектирования предлагаемой конструкции ЭМСХ с упругими элементами для стартеров судовых ДВС Практическая ценность и реализация результатов. На основе научных результатов диссертации разработана методика расчёта эксцентриковых механизмов свободного хода с поглощающими упругими элементами, которая может быть рекомендована для конструкторских бюро, занимающихся исследованиями судовых ДВС Разработанная методика расчета поглощающего упругого элемента может быть рекомендована для точного расчета геометрических размеров и правильного подбора материала упругих элементов, что является необходимым условием повышения ресурса рабочих поверхностей ЭМСХ, применяемых в приводах стартеров судовых ДВС Разработанный экспериментальный стенд может быть рекомендован для проведения эксплуатационных испытаний различных конструкций МСХ, применяемых в приводах стартеров судовых ДВС Результаты научных исследований могут использоваться при разработке новых конструкций ЭМСХ конструкторами и технологами, а также в учебном процессе Унификациионные свойства внешней обоймы механизма позволяют использовать её не только в эксцентриковых МСХ, но

также в роликовых и клиновых МСХ для широкого диапазона различных механизмов.

Положения, выносимые па защиту:

- разработанная конструкция обладает большим ресурсом по сравнению с известными конструкциями МСХ,

- проведенные на разработанном испытательном стенде эксперименты подтверждают правильность теоретических исследований,

- предлагаемая энергетическая модель полностью доказывает гипотезу.

Реализация результатов работы. Разработанная конструкция ЭМСХ с

упругими элементами в количестве трех единиц успешно внедрена в пусковые системы двигателей судовой конверсии, показала достаточно высокие эксплуатационные качества и может быть рекомендована для пусковых систем судовых ДВС

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры теории механизмов и машин и деталей машин (20002007г.), на заседании кафедры судовых и энергетических установок и теплоэнергетики (2007г), на международной научно-технической конференции (Украина, г Кременчуг, 2002 г), на международной научно - технической конференции "Балттехмаш - 2002".

Личный вклад - автором сформулированы цели и задачи теоретических и экспериментальных исследований, приняты обоснования решений и научных рекомендаций, разработана конструкция фрикционного ЭМСХ с упругими элементами и методика его расчета и проектирования, разработан стенд для проведения экспериментальных исследований

Публикации. Полнота изложения материалов диссертации подтверждается 10 публикациями по данной проблеме, пять из которых патенты

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений. Общий объем работы составляет 191 страницу, в ней приведено 12 таблиц, 135 формул, 41 рисунок, 139 литературных источников, 4 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении приведено обоснование актуальности работы, рассмотрен предмет исследования Изложено современное состояние проблемы изнашивания рабочих поверхностей ЭМСХ. Поставлены цели и основные задачи, решению которых посвящена данная работа.

В первой главе проведен обзор известных конструкций МСХ, применяемых в приводах пусковых устройств судовых ДВС Также проведен анализ теоретических и экспериментальных исследований по МСХ Приведена гипотеза, суть которой в следующем Для динамического гашения удара при заклинивании ЭМСХ следует применять такие конструктивные решения, которые будут способствовать диссипации энергии прилагаемых нагрузок в местах трибоспряжений рабочих поверхностей Добиться гашения удара можно путем присоединения к обоймам ЭМСХ системы ударогасителей, которые уменьшат реакции силовых воздействий Принцип действия гасителей основан на преобразовании механической энергии соударения рабочих поверхностей ЭМСХ в тепловую энергию внутреннего трения в упругих элементах. Именно это условие и будет способствовать увеличению ресурса ЭМСХ. Подтверждению данной гипотезы и посвящена работа.

Вторая глава посвящена теоретическому исследованию работы ЭМСХ в стартерах судовых двигателей. Для этого в главе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Исследование пусковых качеств ДВС в условиях эксплуатации позволило определить основные факторы, влияющие на изнашивание рабочих поверхностей ЭМСХ. Это позволило разработать физическую модель экспериментов, которые были проведены четвертой главе. Работа стартера при пуске ДВС характеризуется' продолжительностью включения стартера, величиной передаваемой нагрузки и частотой повторения Условия работы судового двигателя зависят от режимов его эксплуатации Для судов всех типов общими являются режимы работы двигателя при маневрировании, швартовках, передвижении в каналах, узкостях, шхерах В этих условиях главный двигатель работает на переходных режимах самого малого и малого ходов. Следует отметить сложность работы пусковых устройств в аварийных режимах работы ДВС. Максимальная продолжительность пуска составляет 15 - 30 е., средняя 3

-Юс Установлено, что изменение геометрии рабочих поверхностей ЭМСХ происходит вследствие усталостного изнашивания, причиной чего является удар при заклинивании,

2. Приведены результаты патентной работы Представлены конструкции, одна из которых - фрикционный ЭМСХ с упругими элементами - выбрана для дальнейшего исследования Особенностью предлагаемого механизма является конструкция внешней обоймы Основными деталями эксцентрикового МСХ являются (рис 1) эксцентрик 5, эксцентриковые кольца 6 и 7, внешняя обойма, состоящая из полуобойм 1 и 2, а также поглощающие упругие элементы 4 Основные периоды работы' заклинивание, расклинивание, свободный ход

н

Рисунок I Фрикционный ЭМСХ с упругими элементами

Процессу заклинивания предшествует период относительного холостого поворота эксцентрика для выбора зазоров между поверхностями «эксцентрик -эксцентриковое кольцо» Д,, а также « эксцентриковое кольцо - внешняя обойма» Д2. При повороте эксцентрик 5 за счёт приращения радиус-вектора р прижимает эксцентриковые кольца 6 и 7, поворачиваясь в них, к рабочим

поверхностям полуобоймы 1. При этом на рабочих поверхностях «эксцентрик -эксцентриковое кольцо» и «эксцентриковое кольцо - внешняя обойма» развиваются нормальные силы, которые сжимают упругие элементы 4 между полуобоймами 1 и 2 Передача крутящего момента на коленвал начинается при полном силовом замыкании между рабочими поверхностями ЭМСХ и сжатии упругих элементов. Под действием сил трения и нормальных сил происходит упругая деформация рабочих поверхностей и относительный поворот эксцентрика на угол Сущность работы механизма свободного хода при пуске судового ДВС заключается в сообщении коленвалу такого числа оборотов в минуту, при котором могло бы самовоспламениться топливо, поданное в цилиндр в этот период При замыкании цепи аккумулятора тяговое реле вводит в зацепление шестерню привода стартера с зубчатым маховиком дизеля. После этого включается стартер, вращение от вала якоря электростартера к коленвалу передается через МСХ, причем пуск ДВС до пусковой частоты вращения может осуществиться только при заклинивании обойм данного механизма. От вспышек в цилиндрах частота вращения шестерни стартера увеличивается и превышает начальную рабочую частоту При этом увеличение частоты вращения ДВС приводит к обгону полумуфт МСХ, механизм расклинивается и переходит в режим свободного хода. При этом под воздействием возвратной пружины шестерня по ленточной резьбе автоматически выходит из зацепления с венцом маховика. При этом МСХ предохраняет стартер от динамических нагрузок, частично поглощая их энергию и предохраняя якорь от разноса.

3. Разработана энергетическая модель работы ЭМСХ. Приведены для сравнения две модели. Первая получена при расчёте масштабного фактора, который предусматривает получение критериев на основе теории размерностей, объединения критериев с учётом ряда допущений, обеспечивающих совместность решения. Ввиду громоздкости расчёта первой модели приведена следующая модель - энергетическая, которая основана на сравнении энергоемкостей сопрягаемых рабочих поверхностей с энергоемкостью упругих элементов в конструкции. Допускаем, что концентрация теплоты плавления происходит во всём деформируемом объёме. Разрушение наступает под действием механических напряжений при накоплении в кристаллической

решётке энергии, равной скрытой теплоте плавления Одним из параметров, наиболее полно характеризующих структурное состояние любых деформируемых объемов, является плотность потенциальной (скрытой) составляющей внутренней энергии Д(У, накапливаемой в материале Это -удельная величина (плотность) внутренней энергии, энергетический критерий диссипативного типа, который постулирует следующее

^ ¿/ э / / г 3

Рисунок 2. Модель работы двух вариантов ЭМСХ: 1- эксцентриковые кольца, 2-шероховатость, 3- внешняя обойма, 4- упругие элементы

Разрушение материала происходит при достижении плотности энергии разрушения критической величины Далее, зная критическую величину плотности энергии разрушения (энтальпию) стали и резин, можно подсчитать энергоёмкость сопрягаемых поверхностей эксцентриковых колец с внешней обоймой и сравнить с энергоемкостью упругого элемента. Энергоемкость, воспринимающих нагрузку заклинивания, объемов стали и резины

,-У (1)

Ш' = АН,

резин в £

(2)

где' Б - диаметр отдельной микронеровности (шероховатость), г - количество микронеровностей, К-объём.

В таблице 1 представлено сравнение энергоёмкости сопрягаемых поверхностей ЭМСХ с энергоёмкостью упругого элемента На рис 2 представлена модель работы ЭМСХ с упругими элементами и без них

Результаты расчетов показывают, что энергоемкость применяемых упругих элементов из 51-1562 выше энергоемкости сопрягаемых рабочих поверхностей ЭМСХ в три раза, а из СКУ - 8 - в 1, 8 раза

Таблица 1 Энергетические параметры исследуемых ЭМСХ с упругими элементами и базового варианта

Материал Е., Деформ Прира Объём Энталь Энер

ация щение энерги и пия АН,, Дж/м3 гоём кость дс/\

МПа % <9°С V, м3 Дж

Резина 51 - 1562 6 87 30 7,1-10"6 3,4 -КГ12 2,4-К)"17

Резина ИРП- 1401 6 80 63 7,1-10"6 0,8 -Ю"12 5,6-Юг18

Резина СКУ-8 6 88 61 7,1-10"6 2,1 • 10~12 1,5-Ю47

Сталь 40 - - - 8,0-10-'° 10,5-10"9 8,4-Ю-18

4 Разработка методики расчета рабочих элементов ЭМСХ с поглощающими упругими элементами. Используя известные зависимости, а также с учетом особенностей конструкции разработана методика расчета конструкции Рассмотрены основные периоды работы Полный угол относительного поворота эксцентрика при заклинивании с учётом сжатия упругих элементов до передачи крутящего момента на ведомое звено

£ = ¿,+6+6, (3)

где - угол относительного поворота эксцентрика, 6 - угол поворота эксцентрика за счёт деформации рабочих поверхностей ЭМСХ, - величина деформации упругих элементов при заклинивании. При этом

6=2 агсвт — +

1^- + А' 1 (4) [2е г-е-эт /30)

где Д2 - величина зазора между эксцентриковым кольцом и внешней обоймой; е - эксцентриситет, /?0 - угол дуговых выступов

Величина поворота эксцентрика за счет деформации рабочих поверхностей ЭМСХ

А

£г =

_О-япД,)_

10у/с! ■ вш Д, СОБ - 0,015(1 - вт )

в

а

(5)

Рисунок 3. Графическое определение угла относительного поворота эксцентрика при заклинивании с учётом сжатия упругих элементов

Величину деформации упругих элементов при заклинивании определяем из следующих соображений (рис.3) В предположении того, что при сохранении номинала нагрузки в период заклинивания изменение площади поперечного сечения упругих элементов будет одинаковым, угол их сжатия

£3 = агсЧ

2.

(6)

где /г, - величина сжатия упругого элемента; а - общая ширина упругих элементов; Я - расстояние от центра до центральной части посадочного места упругих элементов Также в методике приведен расчёт геометрических

параметров ЭМСХ с упругими элементами, а также расчет нагрузочной способности и проверочный расчет основных элементов ЭМСХ на циклическую выносливость и контактную прочность

Третья глава посвящена вопросам, связанным с разработкой упругих элементов В ней освещены следующие вопросы

1 Обоснование выбора материалов Рассмотрены материалы, по своим рабочим характеристикам максимально приемлемые для использования их в качестве упругих элементов Среди огромного количества амортизационных материалов наиболее приемлемыми являются следующие марки резин. 51-1562 (на основе изопренового каучука), ИРП-1401 (на основе бутадиен -нитрольного каучука) и СКУ-8 (на основе уретанового каучука), которые и были использованы в экспериментальных исследованиях

2. Разработка методики расчёта упругих элементов Главная задача расчета - определение оптимальных геометрических параметров упругих элементов, при которых будут обеспечены условия прочности. Последовательность проектирования упругих элементов-

-уточняется диапазон нагрузок заклинивания с указанием максимальных;

-подбирается материал с необходимыми динамическими, реологическими и эксплуатационными характеристиками,

- расчёт геометрических параметров упругих элементов;

-оценка эффективности упругих элементов с одновременной оценкой силовых нагрузок, передаваемых через них,

- расчёт динамической жёсткости упругих элементов,

- производится проверочный расчёт упругих элементов на сжатие при заклинивании

3. Проведено исследование долговечности упругих элементов Рассмотрено влияние различных факторов на ресурс упругих элементов, а именно, кратковременное повышение температуры на макромолекулярном уровне, влияние диссипативного разогрева, влияние агрессивных сред. Основой определения долговечности материала упругих элементов производили в соответствии с энергетическим критерием разрушения, а также по критериям максимально допустимых температур и напряжений. Энергетическим критерием

разрушения считали критическое значение энергии разрушения Ш'р и коэффициент тепловых потерь у, который показывает количество механической энергии, переходящей в тепло. На основании этих параметров, а также, применяя стандартные известные зависимости по определению долговечности полимеров, произвели расчет ресурса предлагаемых упругих элементов-по предельно допустимым циклам деформирования N

щ

Ыр°~~ о,-уа у Аж'хр в(х,у,2)' (7) 4а2 \vabh

и через определение локального времени до разрушения упругих элементов при циклическом сжатии /

! 4Р..

£ = г„ 1п --;-ехр

и0-у(ст,тУ

ят

(Ю

Др. - 4Р„Р

где А11'Р-критическое значение плотности энергии разрушения; Соотносительная деформация сдвига; в(х,у, г) -приращение поля температур в массе упругого элемента, и-частота сжатия; ц/-коэффициент диссипации, С„-мгновенный модуль сдвига, а, Ь, /г - геометрические параметры упругих элементов, Л-газовая постоянная; г0 - константа материала, С/0 -энергия активации, сг, Г -напряжение и температура, характеризующие условия сжатия, Др^-критическая концентрация повреждений в объёме полимера; Арт -концентрация перенапряженных связей; Лр -коэффициент теплопроводности

Результаты расчета в таблице 2. Проведён расчёт реологических и теплофизических параметров упругих элементов, а также рассмотрено влияние агрессивных сред на работу упругих элементов Одним из выводов стало то, что максимально допустимая величина сжатия упругих элементов при циклической работе не должна превышать 20%.

Четвёртая глава посвящена экспериментальным исследованиям упругих элементов и предлагаемой ЭМСХ с упругими элементами, а также оценке достоверности полученных теоретических данных. Для этого были проведены еле,дующие исследования:

1. Статические испытания упругих элементов Для определения остаточной деформации, а также величины деформации (высоты упругих элементов в сжатом состоянии) при определенной нагрузке, а также для определения прочности материалов проведены испытания на статическое сжатие Сущность метода заключается в сжатии образца на прессе под действием заданной силы и определении относительной деформации сжатия. Применялись призматические упругие элементы из резин марок 51 - ¡562, ИРП - 1401 и СКУ - 8 Все упругие элементы имели одинаковые геометрические параметры с равновесным модулем высокоэластичности Е„ =2 МПа и Е„ =6М/7апри твёрдости 65 - 80 по Шору Все образцы хорошо воспринимали предлагаемую нагрузку, и деформация их при сжатии не превышала предельно допустимых значений

2 Динамические испытания упругих элементов Эти испытания определяют работоспособность упругих элементов при воздействии на них циклических нагрузок сжатия. Основной причиной ускоренного выхода из строя по итогам исследования является диссипативный разогрев упругих элементов Поэтому было решено провести ускоренные испытания Испытания проводились на машине МРС-2 в два этапа Машина передает крутящий момент от двигателя на кривошипно-шатунный механизм, который преобразует движение вращения в возвратно-поступательное движение через ползун.

1 этап. Испытания проводились при частоте сжатия 250мин' и 500мин"' Задавали фиксированное значение деформаций со значениями 10%, 15%, 20%, 40%, и 50% для каждого испытания. Испытанию подвергаем парные образцы из резин марок 51-1562, ИРП-1401 и СКУ-8 с Е„=6МПа Наиболее работоспособными оказались элементы из 51-1562 Результаты испытаний приведены на рисунке 4 и в таблице 2

Было установлено, что до 2,5 млн циклов на поверхности упругих элементов резины 51 - 1562 не наблюдалось никаких изменений После 3 ман циклов на боковых поверхностях упругих элементов появилось несколько микротрещин, которые впоследствии перерастают в одну магистральную А через 10 - 15 часов до разрушения эта трещина достигает критических размеров

о/ /о

№

1го

^ (О

\

\ л

Б\ Д / ____;___ б/ ч _ -----------

а]б ~А

<Ш /о1 ¿-/,0" ¿¡К?

3,0* циШ

б)

Рисунок 4 Влияние величины деформации на ресурс при = вМПа а) при частоте 250 мин"1, б) при частоте 500 мин'1, 1 - 51 - 1562, 2 - СКУ - 8; 3 - ИРП - 1401

Таблица 2 Динамические испытания упругих элементов

Тип резины N 1 * эксп 106, цикл. ** N 1 *расч ** Ю6 цикл. Погрешность % ^расч. С, * ¿жен С, * Погрешность, %,*

250 мин'1 500 мин'1

51 -1562 4,1 3,3 4,0 2, 5 4.4 10' 2,7 107 4,7 10' 3,0 107 6,4/10

ИРП -1401 2, 1 1, 05 1, 9 10 2.7 10' 1,7 107 3.1 10; 1,9 107 13/9

СКУ-8 3,3 2,1 2,7 18 3.0 10' 2.1 107 3.4 10' 2.5 107 11,8/16

*- для резин с Ех=6МПа, причем в числителе результаты для элементов с частотой включения 250мин'а в знаменателе с частотой включения 500 мин'

** - при амплитуде деформации до 20%

2 этап. Испытания проводились при частоте сжатия 500мин'1 с фиксированной амплитудой деформации 20% Испытывались резины марок 511562 и СКУ-8 Для каждого испытания задавали следующие значения температур

- при 50°С (максимальная рабочая температура) с выдержкой 30 мин , -при 75°С (близкой к критической) с выдержкой 30 мин, -при 120° С с выдержкой 30 мин

Наиболее подходящим считался материал, который наименее подвержен температурному старению Допустимая для всех резин температура, определена экспериментально 70 - 80° С Результаты испытаний и сравнение с расчетными данными приведены в таблице 2 и на рисунке 5 Образцы вначале выдерживались при фиксированной температуре, а после остывания подвергались циклическому сжатию до полного выхода из строя. Механизм разрушения при этом меняется от усталостного до термомеханического в зависимости от температуры диссипативного разогрева При увеличении частоты сжатия наработка до отказа упругих элементов уменьшается Все образцы перед циклическим сжатием окунались в индустриальное масло марки И-40

С&>

"Г*

но

(00

до

ю

70

£0

о

/о'

5 ю"

/о7 циыы

Рисунок 5 Влияние температуры выдержки упругих элементов в термокамере (30 мин) на предел усталости 1 - 51-1562, 2 - СКУ-8

4 Эксплуатационные испытания фрикционного ЭМСХ с упругими элементами и без них Для проведения испытаний был разработан и изготовлен стенд (рис 6). Необходимая пусковая частота достигалась передачей крутящего момента (126 Им) посредством ременной передачи от асинхронного электродвигателя (750мин"'), мощностью А кВт, а необходимый момент сопротивления вращения ЭМСХ достигался подсоединением ведомой части ЭМСХ к электромагнитному тормозу Заклинивание, расклинивание и свободный ход ЭМСХ обеспечивался схемой управления с помощью реле времени Испытания проводились в течение трех лет. Были испытаны ЭМСХ с дуговыми выступами с упругими элементами в количестве четырёх штук и без упругих элементов - две штуки Причем в два ЭМСХ были установлены упругие элементы из резины 51-1562, а в два следующих - упругие элементы из резины ИРП-1401 с диапазоном частоты включения 10-30 мин"1 Перед проведением испытаний, а также через каждые 4000 включений проводилось контрольное взвешивание эксцентриковых колец для определения величины их массового износа при разборке в течение испытаний

I I

Рисунок 6 . Эксплуатационный стен л

I

Рисунок 7. Изменение относительной величины массового из но эксцентриковых колец

На рисунке 7 показано изменение относительной величины Д<7|/О массового износа экшентрнковьгх колец ЭМСХ базового варианта (криш.к 1 и 2} м ЭМСХ с упругими элементами из резины 51-15(>2 (кривые 3 и 4) и резаны П1'11-/401 в

зависимости от числа циклов сжатия .Судя по графикам и по результатам эксплуатационных исследований были сделаны выводы

1 После 8-10 103 циклов включения ЭМСХ без упругих элементов произошла стабилизация изнашивания и рабочие поверхности приобрели равновесную шероховатость Максимальное значение относительного массового износа за данное количество циклов составило 0,13% Через 50 103включений это значение составило 0, 17%

2 В ЭМСХ с упругими элементами стабилизация изнашивания произошла через 14-16 103циклов Максимальное значение относительного массового износа за данное количество циклов составило 0, 06%. Через 50-Ю'включений это значение составило 0, 07%

Кроме того, через 105 циклов заклинивания приработанные рабочие поверхности ЭМСХ с упругими элементами внешне практически не изменились Разборка и осмотр элементов ЭМСХ с упругими элементами показали хорошую приработку рабочих поверхностей колец без значительного износа. На рабочих поверхностях ЭМСХ без упругих элементов при аналогичных режимах и за равное количество циклов появились видимые следы пластической деформации с нарушением микрогеометрии В связи с этим было решено ограничится испытанием механизмов только до 105 включений Проведенные испытания показали высокую работоспособность ЭМСХ с упругими элементами Один из образцов ЭМСХ с упругими элементами из 51-1562 эксплуатировался до 5 10б циклов, причем видимых изменений на рабочих поверхностях ЭМСХ не было выявлено Упругие элементы вышли из строя после 3,4 10б циклов и их пришлось заменить

Заключение, выводы, рекомендации

1 Исследование эксплуатации храповых, роликовых, клиновых и эксцентриковых МСХ позволило выявить один их общий недостаток - удар рабочих поверхностей при заклинивании, являющийся основной причиной изменения геометрии их рабочих поверхностей, что ведёт к полной потере возможности передачи крутящего момента на коленвал вследствие пробуксовки механизма. Сделан вывод о перспективности применения ЭМСХ с упругими элементами для внедрения их в пусковые устройства судовых ДВС

2 Исследование пусковых процессов стартеров судовых ДВС позволило определить основные факторы, влияющие на изнашивание рабочих поверхностей ЭМСХ, на основании чего была построена модель экспериментов Силы, препятствующие вращению коленвала, характеристика прилагаемых нагрузок, продолжительность пуска, частота вращения, сопротивление заряда, трение движущихся деталей - все эти факторы отрицательно сказываются на состоянии рабочих поверхностей ЭМСХ в период эксплуатации

3. Исследование изнашивания рабочих поверхностей ЭМСХ позволило выявить основные факторы, влияющие на его продолжительность Было установлено, что изменение геометрии рабочих поверхностей ЭМСХ происходит вследствие пластической деформации и наклепа в начальном его проявлении и усталостного изнашивания - в конечном

4. Разработанная конструкция эксцентрикового механизма свободного хода с поглощающими упругими элементами может быть рекомендована для использования в приводах электростартеров судовых дизелей Эксплуатационные исследования конструкции подтвердили то, что она обладает большим ресурсом, чем классические аналоги

5 На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика расчета и проектирования ЭМСХ с упругими элементами применительно к пусковым устройствам судовых ДВС

6 Приведено обоснование применения материала упругого элемента Разработанная методика расчёта поглощающего упругого элемента может быть рекомендована для точного расчёта его геометрических размеров и характеристик. На основе определения энергетического критериям разрушения материалов была построена энергетическая модель долговечности упругих элементов. Установлено, что энергоемкость применяемых упругих элементов из материала 51-1562 выше в три раза энергоемкости заклиниваемых стальных рабочих поверхностей, а из СКУ-8 в 1, 8 раза

7 Разработанный эксплуатационный стенд может быть рекомендован для проведения испытаний различных конструкций механизмов свободного хода, применяемых как в приводах стартеров судовых ДВС, в условиях максимально приближенных к эксплуатационным, так и в различных механизмах,

применяемых в других областях народного хозяйства Например, в бесступенчатых передачах (импульсивных вариаторах), траловых лебедках, остановах ПТМ и др

8 Экспериментальная проверка достоверности полученных теоретических расчетов позволила сделать следующие выводы Если при заданном режиме работы пускового устройства температура диссипативного разогрева возрастает, то такая резина будет недолговечной Оптимальными можно считать упругие элементы из резины 51-1562 с относительной деформацией до 15-20 %, элементы с относительной деформацией выше 20% имеют низкую долговечность Элементы из резины типа 51-1562 при частоте до 500 мин'' и величине деформации до 15% имеют наработку до отказа до 14 тысяч часов (до 4 \06цикпов)

9 Эксплуатационные испытания ЭМСХ с упругими элементами показали достаточно высокую работоспособность и надежность в работе Все механизмы при эксплуатации четко заклинивались и расклинивались без пробуксовки

10 Было установлено, что за период эксплуатационных испытаний относительная величина массового износа в ЭМСХ без упругих элементов выше, чем у ЭМСХ с упругими элементами более чем в два раза

11. Экономическое обоснование заключается в следующем Восстановление изношенных рабочих поверхностей обычно составляет от 15 до 40% стоимости новых деталей Кроме того, восстановление считается эффективным, если ее долговечность не меньше новой При неплановом ремонте в условиях навигации не представляется возможным проводить ремонт и восстановление изношенных поверхностей специализированными методами, указанными в работе Поэтому, как правило, все варианты ремонта сводятся к замене эксцентриковых колец, как самого простого, быстрого и целесообразного способа Именно поэтому предпочтительным способом повышения износостойкости рабочих поверхностей, а, следовательно, и наиболее экономичным является введение в конструкцию ЭМСХ упругих элементов

12 Основные недостатки работы ЭМСХ связаны не с ошибками при конструировании, а с отклонениями от техпроцесса при изготовлении и термообработке деталей В результате чего структура рабочих поверхностей не

соответствует структуре, способствующей нормальной работе ЭМСХ Поэтому при изготовлении деталей ЭМСХ особое внимание следует уделять правильному подбору материала, а также придерживаться техпроцесса изготовления Износостойкость рабочих поверхностей ЭМСХ зависит в первую очередь от его материала Рабочие поверхности деталей ЭМСХ рекомендуется выполнять из высокопрочных сталей с содержанием до 1% С, термообработанных до твердости не ниже 61-63 HRC

13 По достижении материалом рабочих поверхностей ЭМСХ упрочнения в процессе приработки нельзя допускать критического значения, при котором материал утрачивает пластичность и вязкость Поэтому введение в конструкцию ЭМСХ поглощающих упругих элементов способствовует сохранению свойств материала и сохранению за счет этого диссипативность рабочих поверхностей

14 Одним из достижений данной работы можно считать оригинальность исполнения внешней обоймы механизма, что позволяет применить совершенно новый подход в решении проблемы изнашивания рабочих поверхностей ЭМСХ Данное конструктивное решение даёт возможность унифицировать внешнюю обойму в широком диапазоне конструкций МСХ, применяемых в различных механизмах для увеличения ресурса

15. Результаты диссертации, в частности методики расчета, могут быть рекомендованы конструкторам и технологам при разработке технической документации по ЭМСХ , а также могут использоваться в учебном процессе

Основное содержание диссертации опубликовано в работах

1. Мосур В Г Снижение ударных нагрузок в МСХ Сборник материалов 3 Международной научно - технической конференции «Балттехмаш-2002» Калининград, 2002 -С 227 - 229

2 Мосур В Г Повышение ресурса долговечности механизмов свободного хода (МСХ) В1сник Кременчуцького державного пол1техн1чного ушверситету Науков1 пращ КДПУ Випуск 3/2002 (14) Кременчук, 2002, -С 141 - 144

3 Мосур В. Г Применение новых элементов заклинивания в МСХ Сборник материалов 3 Международной научно - технической конференции «Балттехмаш - 2002» Калининград, 2002, -С 229 - 231

4 Мосур В Г Разработка новых эксцентриковых механизмов свободного хода (ЭМСХ) для пусковых устройств судовых ДВС малой мощности: Сборник "Безопасность мореплавания и надежность судовых технических средств" Труды БГАРФ, вып 57, С-Пб Наука, 2005 -С. 296 - 311

5 Патент на полезную модель № 34666 Россия МКИ3 Р16 Б 41/06 Эксцентриковый механизм свободного хода / Мосур В Г

6 Патент на полезную модель № 35557. Россия МКИ1 Р16 Б 41/06 Эксцентриковый механизм свободного хода / Мосур В Г

7. Патент 2221942 Россия МКИ3 Б16 Э 41/06 Клиновая муфта свободного хода Мосур В Г

8 Патент 2221941 Россия МКИ1 Б16 Б 41/06 Клиновая муфта свободного хода Мосур В Г

9. Патент 2221943 Россия МКИ3 Р16 Б 41/06 Храповой механизм свободного хода Мосур В Г

10 Федорове В , Мосур В Г Обоснование применения упругих элементов в приводах стартеров судовых ДВС малой мощности // Вестник Воронежского государственного технического университета - 2006г., том 2, № 12, -С 193 - 196

Заказ № . Тираж 100 экз Отпечатано КГТУ, УОП Калининград, Советский проспект, 1.

Введение.

Содержание

1. Исследование конструкций механизмов свободного хода, применяемых в стартерах судовых двигателей.

1.1. Обзор конструкций механизмов свободного хода.

1. 2. Анализ теоретических и экспериментальных исследований по механизмам свободного хода. 30 1.3. Постановка задачи.

2. Теоретическое исследование работы приводов стартеров в судовых двигателях. Конструирование эксцентриковых механизмов свободного хода с упругими элементами.

2. 1. Пусковые качества судовых двигателей при эксплуатации. Исследование и анализ отказов механизма свободного хода. 40 2. 2. Конструирование ЭМСХ с поглощающими упругими элементами. 56 2. 3. Обоснование применения поглощающих упругих элементов в эксцентриковых механизмах свободного хода.

2. 4. Разработка модели работы ЭМСХ на основе энергетического критерия разрушения.

2. 5. Теоретическое исследование периодов работы и разработка методики расчёта эксцентрикового механизма свободного хода с упругими элементами.

3. Повышение ресурса рабочих поверхностей ЭМСХ за счёт применения в нём поглощающих упругих элементов на основе эластомеров.

3. 1. Обоснование выбора материалов, применяемых в качестве поглощающих упругих элементов. 95 3. 2. Модель работы поглощающих упругих элементов.

3. 3. Разработка методики расчёта поглощающих упругих элементов.

3. 4. Оценка долговечности поглощающих упругих элементов.

4. Экспериментальные исследования.

4. 1. Стендовые испытания поглощающих упругих элементов. 139 4. 1. 1. Статические испытания упругих элементов. 139 4. 1.2. Динамические испытания упругих элементов.

4. 2. Эксплуатационные испытания привода стартера с упругими элементами. 153 4. 3. Экономическое обоснование применения упругих элементов в приводе стартера.

Актуальность работы Российская Федерация обладает самой большой в мире широко разветвлённой сетью водных путей сообщения. Протяжённость рек и каналов, а также побережий морей и океанов достигает более 2,5 млн. км, а суммарная площадь акватории озёр и водохранилищ превосходит 250 тыс. км2. Внутренняя и внешняя политика нашего государства ставит одной из приоритетных задач интенсивное развитие речного флота. Более 70% всех водных путей РФ доступны для эксплуатации малотоннажного флота.

Суда малотоннажного флота обеспечивают решение многообразных задач по перевозке грузов, людей, патрулированию границы РФ, техническим работам в руслах, поймах рек и на фарватерах, промыслу в морях, реках и внутренних водоёмах, обеспечению функционирования портов. Также к ним следует отнести суда хозяйственного назначения, обеспечивающие работу речного и морского флота. Особо велико значение судов малотоннажного флота при работе в реках Сибири, Дальнего Востока, крайнего Севера и глубинных районах Нечерноземья РФ, внутренних водоёмах и др.

К судам такого класса относятся речные плавучие русловыправительные суда и снаряды по погружению свай, дноочистительные краны, различные плавучие земснаряды, речные мотоневодники, озёрные электротраулеры, малые добывающие суда, малые траловые боты, речные буксиры, малые рыболовные сейнеры-траулеры, прогулочные яхты и др.

На этих судах широко применяются отечественные судовые дизели типов 48,5/11, Ч 9,5/11, Ч 10,5/13, Ч 12/14, Ч 15/15, 415/18 и др. В эксплуатации находятся следующие модели четырёхцилиндровых малоразмерных дизелей: 4ЧСП 8,5/11, 4ЧСП 8,5/11 - 3, 4ЧСП 8,56/11 - 4, 4ЧСП 8,5/11 - 5, имеющие в качестве системы пуска электростартеры марок СТ - 15, СТ - 212А. На базе дизелей 410,5/13 выпускается четырёхцилиндровый четырёхтактный судовой главный двигатель 4ЧСП 10,5/13 с системой пуска электростартером СТ - 25. Судовые шестицилиндровые малоразмерные дизели типа Ч 9,5/11 предназначены для установки на судах малотоннажного флота в качестве главных двигателей - с электростартерпой системой пуска. Также в качестве главного двигателя нашли широкое применение многочисленные модификации дизелей типа ЗД6 с пуском электростартером СТ 710. Судовая конверсия грузовых автомобильных двигателей представлена дизелями ЯМЗ-238Г, Я A3 - 204В, М 625 - У, ЗИЛ-120СРИ, ЗИЛ - 375 МЗМА - 412, КамАЗ -740, ЗИЛ - ММЗ - 555, Д - 447, и др. В таблице 1 приведён далеко не полный перечень судов с электростартерным пуском. На них для запуска высокоскоростных главных, вспомогательных и аварийных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) применяют стандартные электростартеры марок СТ, основные характеристики которых приведены в таблице 2.

Таблица 1. Суда с электростартерной системой пуска ДВС

Тип судна Назначение двигателя Марка двигателя Мощность двигателя кВт Марка электростартера

Технические речные суда

Плавучий дноочистительный кран 10 т. пр. №11770А Главный 44 10,5/13-2 30 СТ-212А

Плавучий русловыправитель-ный механизированный агрегат пр. №615 Главный 64 12/14 60 СТ - 27

Грунтоотвозная шаланда пр. № 903А №711 Главный Главный ЗД6М ЗД6Л 160 110 СТ-712

Многочерпаковый дноглуби-тельный снаряд пр. №724А 1 Главный 64 10,5/13 45 СТ - 20

Моторизованная завозня №907, №26-40 №16-11 Главный Главный Главный ЗД6 Шкода 6L110 Шкода 4L110 100 45 30 СТ-712 СТ-212А

Одночерпаковый грейферный снаряд пр. №1327 Главный 44 10,5/13-2 30 СТ-212А

Плавучий снаряд для погружения свай пр.№1023 Главный 1Д6 75 СТ - 710

Плавучий дноочистительный кран 20 т. пр. №612 Главный Вспом. Д6С 44 10,5/13 110 30 СТ-712 СТ -25

Плавучий дноочистительный кран 10 т. №306 Главный Вспом. 6ЧСП 12/14 44 10,5/13-2 70 30 СТ-212А

Дноглубительный землесосный снаряд пр.№246 - Б Вспом 44 10,5/13 30 СТ - 212 А

Многочерпаковый дноглубительный снаряд НЕВА - 1, пр. №23 - 75, HOLLAND Вспом 64 12/14 60 СТ - 25

Многочерпаковый дноглубительный снаряд пр. №725А Вспом 24А 10,5/13 12 СТ - 8А

Землесосный дноглубительный снаряд пр.№324 Вспом 64 12/14 60 СТ-25

Землесосный одночерпаковый грейферный снаряд пр.№12 Вспом 7Д6 75 СТ - 27

Промысловые речные суда

Озёрно - речной мотоневодник пр.№20790 Главный ЗД6Л 110 СТ - 712

Рыболовное судно для тотального облова озёр пр.№ 6202 Главный Д - 447 30 СТ-212А

Мотоневодник пр.№ 6278МН Главный Д - 447 40 СТ-25

Траловый бот пр.№ 20790 Т/1 Главный ЗД6 (6ЧСП15/ 18) 110 СТ- 712

Бот промыслово - буксирный пр.№ 6281 Главный М 8 ЧСПУ -100 90 СТ- 561.3708

Электротраулер пр.№ 940/4 Главный М 625 - У 70 СТ-25

Малый рыболовный сейнер пр.№№ 389, 565 ,ТРБ - 80 Главный ЗД12 (12ЧСП 15/18) 110 СТ- 561.3708

1 буксирные речные суда

Речной служебный буксирный катер пр.№КС - 100 АС Главный ЯМЭ-238Г 125 СТ - 103

Рейдово - портовый буксирный катер типа "ДД"№ 73; Т - 63М; типа "Молния" пр.№1439 Главный ЗД6 (6ЧСП15/ 18) 110 СТ-710

Озёрно буксирный катер, пр.№433; № РМ376; №Р376У Буксир - толкач пр.№861А Главный ЗД6 (6ЧСГ115/ 18) 110 СТ-710

Речной буксирный катер пр.№БМК -130 Главный ЯАЗ - 204В 100 СТ- 561.3708

Озёрно буксирный катер, пр.№6145 Главный 4NVD262 74 СТ-25

Речной буксирный катер пр. №БМК-90М Главный ЗИЛ-120СРИ 55 СТ-25

Буксирный катер пр.№ 1472 Главный 6ЧСП13/14-3 100 СТ- 561.3708

Портовый буксирный катер типа "Шахтёр" пр.№КЖ Главный Вспом. ЗД6 44 8,5/11 110 18 СТ-710 СТ-212А

Самоходный плашкоут пр. №1176 Главный DN11(215) 110 СТ- 561.3708

Рыбнадзор пр.№1326 Вспом. Д - 467 50 СТ - 27

Морские суда средне- и малотоннажного флота

Малый рыболовный сейнер (траловый бот) пр.№ 572/35, .№572/34Б Главный Веном. 6NVD24 44 10,5/13-2 110 30 СТ- 561.3708 СТ - 212 А

Малый креветочный траулер типа "Омар" Вспом. 64Н 12/14 85 СТ - 27

РС-300 пр. №388М Вспом. ЯМЗ-238 77 СТ - 27

МДС "Орион" пр.№01340/РС Вспом. 6 4 8,5 / 11 25 CT-212A

МмРСТ "Керчь" пр.№13303 Вспом. 4 Ч 10,5/ 13 30 CT-212A

МРТР "Карелия" пр.№1282 Вспом. СМД-17Н-21 74 СТ - 25

МмРС пр.№1322 Вспом. МЗМА-412 60 СТ - 25

Зверобойная шхуна "Актюбинск" Вспом. М 53 - ФУЛ 70 СТ-25

РМС типа "Дружба" Вспом. DN9 (174) 84 СТ - 27

TP типа "ТХС - 300" Вспом. D0226 ME 60 СТ-25

СРТ - 400 Вспом ЯМЗ - 236 73 СТ-25

Научно - исследовательские суда

Мидия" Главный Вспом D0226MTE Д - 467 110 50 СТ- 561.3708

НИС пр.№388 М Вспом Аварийный 6ЧН 12/14 3NVD21 86 55 СТ-27 СТ - 27

Учебное судно пр.№ 1361У Вспом 64 18/22 110 СТ- 561.3708

Прогулочные суда

Модернизированный ка-. тер(яхта) пр.№ 371 У "Адмиральский". Главный 6 L 160 PNS (6ЧСН16/22, 5) 110 СТ- 561.3708

Моторная яхта-Шексна 10.5 АС Главный "Yanmar" 55 СТ-25

Моторная яхта-Шексна 12,5 АС Главный "Yanmar" 60 СТ-25

Катамаран пр.№ 10010 Главный Вспом 6ЧСП 12/14 44 10,5/13 66 30 СТ-25 СТ-212А

Корвет 600 Главный 6ЧСП13/14-3 100 СТ-710

Каютный катер"Новая Ладога М" Главный 6ЧН 12/14 85 СТ-27

Катер КС 600 Фишер Главный YANMAR типа 6DPL 180 СТ- 712

Яхта Кама Главный Д243, YANMAR 55 СТ-25

ЯхтаТойма КМ 120 Главный Д243 55 СТ-25

ЯхтаБерсутКМ 132 Главный YANMAR ™na4DPL 160 СТ - 712

Запуск судовых ДВС - многократно повторяющаяся операция, которая определяет маневровые качества судов. Известно, что работа стартера при пуске ДВС характеризуется следующими параметрами: продолжительностью включения стартера и частотой повторения. Условия работы судового двигателя зависят ог его эксплуатационных режимов. Для судов всех указанных типов общими являются режимы работы двигателя при маневрировании на реках, в порту, швартовках, передвижении в каналах, узкостях, шхерах, аварийные режимы и др. Кроме того, для главных двигателей продолжительность переменных нагрузок имеет место в сложных условиях плавания, а для вспомогательных двигателей - при выполнении специфических работ. Вспомогательные двигатели работают в основном на неустановившихся режимах. Потребителями электроэнергии на судне являются также электродвигатели приводов судовых механизмов, лампы электрического освещения, приборы связи и сигнализации, электронагревательные приборы, устройства автоматизации и навигации, теле- и радио установки и т. д.

Основным недостатком работы пусковых устройств является изнашивание рабочих поверхностей МСХ. Изменение геометрических параметров рабочих поверхностей МСХ ведёт к его пробуксовыванию и полной потере возможности передачи крутящего момента на коленвал. Так как надёжность работы судовых двигателей во многом зависит от его пусковых качеств, то решение проблемы, связанное с уменьшением износа рабочих поверхностей привода стартера и увеличением их ресурса, является актуальным и перспективным.

Предмет исследования Надёжность работы судового двигателя внутреннего сгорания обеспечивается его качественным пуском. Работоспособность электростартера зависит от его привода, основу которого составляет механизм свободного хода (МСХ). Стартеры работают в очень неблагоприятных условиях переходных процессов, и они не всегда надёжно функционируют.

Первые электростартеры появились в результате простого приспособления обычного электромотора к применявшемуся в то время ручному стартеру для разгона его маховика. Сцепление храповика с коленвалом производилось вручную. В дальнейшем для сцепления стали использовать электромагнит, а привод стартера и его электромотор стали изготавливать как одно целое. Самым древним из механизмов свободного хода считается храповой МСХ, который чаще всего используют в подъёмно - транспортных машинах в качестве тормозных устройств.

Таблица 2. Характеристика основных систем "стартер - ДВС" судов средней и малой мощности

ДВС Стартер

Марка Мощность, кВт Марка Мощность, кВт Пусковая частота вращения, мин"1

Дизели

3 48,5/11 12 СТ-8А 1,5 200

4 48,5/11 18 СТ-212А 3,3 200

6 48,5/11 26 СТ-212А 3,3 200

6 4 9,5/11 33 СТ - 25 5,1 250

1 410,5/13 7,3 СТ- 15Б 1,34 200

2 410,5/13 15 СТ-230И 2,2 200

4 410,5/ 13 30 СТ- 25 5,1 250

6 410,5/13 60 СТ -25 5,1 250

6 4Н12/ 14 85 СТ - 27 5,8 250

Д -447 30; 50 5,1

Д- 467 50;60 СТ- 5652.3708 5,1 250

СМД-17Н-21 75 5,5

ЯМЗ - 236 75;100 СТ-564.3708 5,5 - 6,0 250

DN9(174) 84 СТ-561.3708 6,0 250

DN11)215) 100

D0226 ME 43; 51; 60; 70. СТ-561.3708 5, 1 -5, 5 250

D0226MTE 85; 100 СТ-561.3708 6,0 250

М53 -ФУЛ 70 СТ-230А 2,0 200

МЗМА - 412 60 СТ-117А 1,8 200

М8 ЧСПУ100 90 СТ- 230А 2,0 200

М625 - У 70 СТ-8А 1,5 200

ЗИЛ -130, 10 СТ-130-А1 1,1 250

Урал - 377

КамАЗ - 5320 140 - 160 СТ-142 7,8 250

ЯМЗ - 238 110 СТ-103 5,2 250

148,5/11 12 СТ - 221 1,3 250

Храповой МСХ в пусковых устройствах не нашел более широкого применения из-за низких скоростей вращения и малой частоты включения, так как заклинивание механизма происходит с запозданием и большими ударными нагрузками. Поэтому в качестве мер по уменьшению ударных нагрузок в микрохраповых МСХ применяют мелкий шаг зубьев, используют большое количество собачек, которые выполняют роль упругих элементов. Применение в данном случае упругих собачек способствует снижению ударных нагрузок при заклинивании.

Пуск судовых дизелей осуществляется электрическим стартером от аккумуляторных батарей. Дизели типов Ч 12/14, Ч 15/15 и Ч 15/18 дополнительно оборудованы также системой пуска сжатым воздухом. Основной системой пуска судовых высокооборотных (быстроходных) двигателей является электростартерная, резервной - система пуска сжатым воздухом; обе системы действуют независимо друг от друга. Пусковая частота вращения бензиновых двигателей составляет 40 - 50 мин'1. У дизелей коленвал необходимо вращать с большей частотой (200-250 мин'1), так как при медленном вращении сжимаемый воздух не нагревается до необходимой температуры и топливо, впрыснутое в камеру сгорания, не воспламеняется. Основным преимуществом электростартерного пускового устройства является то, что независимо от положения коленвала процесс пуска двигателя легко автоматизировать. МСХ - это механизм с самоуправляемым соединением и разъединением звеньев кинематической цепи. Механизм привода служит для сцепления шестерни стартера с венцом на маховике перед включением стартера и для её автоматического отключения от шестерни маховика при переходе ДВС на рабочий режим.

МСХ занимают в технике особое место. Сущность работы механизма свободного хода при пуске судового ДВС заключается в сообщении коленвалу такого числа оборотов в минуту, при котором могло бы самовоспламениться топливо, поданное в цилиндр в этот период. При замыкании цепи аккумулятора тяговое реле вводит в зацепление шестерню привода стартера с зубчатым маховиком дизеля. После этого включается стартер, вращение от вала якоря электростартера к коленвалу передаётся через МСХ, причём пуск ДВС до пусковой частоты вращения может осуществиться только при заклинивании обойм данного механизма. От вспышек в цилиндрах частота вращения шестерни стартера увеличивается и превышает начальную рабочую частоту. При переходе на рабочий режим ДВС вместе с ним начинает работать генератор и его э. д. с. действует на выключение электромагнита приводного механизма. J п. мин ч п

7000'

6000 5000 woo зооо юоо ш м А. у

N too £00 500 Ш SOO боо

Рисунок 1. Характеристика электростартера

J.A

При этом увеличение частоты вращения ДВС приводит к обгону иолумуфг МСХ, механизм расклинивается и переходит в режим свободного хода. При этом под воздействием возвратной пружины шестерня по ленточной резьбе автоматически выходит из зацепления с венцом маховика. При этом МСХ предохраняет стартер от динамических нагрузок, частично поглощая их энергию. Такая схема электромагнитного привода полностью исключает возможность ошибочного стартера при работающем двигателе. Следует отметить, что при переходе ДВС в рабочий режим именно МСХ в режиме свободного хода предохраняет якорь стартера от поломки, так как частота вращения якоря в этот момент может достигать 15 ООО мин'1. На рисунке 1 показана характеристика электростартера: зависимость числа оборотов, мощности и крутящего момента от тока в цепи. Электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением. Такие электродвигатели развивают максимальный пусковой момент при торможении якоря, так как обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой якоря. При возрастании оборотов - крутящий момент, а вместе с ним и мощность уменьшаются. При полном торможении якоря крутящий момент достигает максимума. При возрастании числа оборотов - крутящий момент снижается. При холостом ходе скорость вращения якоря 3500 - 7000 мин'1 и более.

Известные конструкции МСХ, применяемые в различных механизмах, согласно рекомендациям [33] можно разделить на три группы

1 Механизмы с малым числом циклов включения и непродолжительным свободным ходом (МСХ механизмов шпилей и брашпилей, и др.).

2 Механизмы с продолжительным свободным ходом (МСХ остановов различных промысловых машин и механизмов и др.).

3 Механизмы с частыми включениями (МСХ стартеров, траловых лебёдок, импульсных вариаторов для промыслового оборудования и др.).

Основным критерием работоспособности всех трёх групп МСХ является качественное заклиниванине и расклинивание. Данное исследование посвящено ЭМСХ третьей группы. Надёжная работа эксцентрикового механизма свободного хода обеспечивается чётким соблюдением и поддержанием геометрических параметров при изготовлении и эксплуатации. Наиболее важные из этих параметров - оптимальный угол заклинивания а и величина приведённого коэффициента трения скольжения на рабочих поверхностях ЭМСХ[33]. Эти механизмы должны[33] рассчитываться по критериям циклической и контактной прочности, так как при эксплуатации на их элементы действуют переменные нагрузки. Поэтому для исключения задиров и пластической деформации рабочих поверхностей, ведущих к снижению их ресурса, ЭМСХ работают в условиях обильной смазки с химико-термической обработкой рабочих поверхностей не менее HRC 58-62 и шероховатостью 0,8 - 1,6 по Ra. Все элементы конструкции достаточно просты в изготовлении, что даёт возможность изготавливать их по типовым техпроцессам на металлорежущем оборудовании с невысокими требованиями точности [33 - 41].

Рабочая гипотеза Известно, что заклинивание любого МСХ сопровождается большими динамическими нагрузками ударного характера, ведущими к усталости и пластическому оттеснению металла из зоны заклинивания с последующим изменением геометрии его рабочих поверхностей [33].

Как следствие предвестником выхода из строя стартерных приводов различных машин и механизмов является пробуксовывание, связанное с изменением геометрических параметров обойм, звёздочек, роликов, венцов (роликовые МСХ) и эксцентриковых колец (ЭМСХ). В результате ударов при заклинивания постепенно происходит пластическое оттеснение металла из зоны контакта, которое, в свою очередь, ведёт к увеличению зазоров между рабочими поверхностями. При последующих заклиниваниях величина зазоров, соответственно, увеличивает амплитуду этих нагрузок.

На основании анализа работы известных конструкций приведена гипотеза, суть которой заключается в следующем. Для динамического гашения и смягчения ударов при заклинивании следует применять такие конструктивные решения, которые будут способствовать рассеиванию энергии прилагаемых нагрузок в местах трибоспряжений. В данном случае добиться динамического гашения удара при заклинивании можно посредством присоединения к обоймам ЭМСХ системы ударогасителей, за счёт чего и уменьшатся реакции напряжений.

Принцип действия таких гасителей будет основываться на преобразовании механической энергии соударения рабочих поверхностей ЭМСХ в тепловую энергию внутреннего трения в поглощающих упругих элементах с последующей её передачей в окружающую среду. То ссть если во всех известных конструкциях часть кинетической энергии при заклинивании переходит в потенциальную энергию пластической деформации рабочих поверхностей, то в предлагаемой конструкции она переходит в потенциальную энергию сжатия упругих элементов. Именно это условие и будет способствовать увеличению ресурса рабочих поверхностей. Применение упругих элементов позволяет перенести энергию заклинивания механизма в область упругих деформаций сжатия упругого элемента. Цель работы Разработка и исследование эксцентриковых механизмов свободного хода с упругими элементами применительно к стартерам судовых ДВС для повышения ресурса работы их рабочих поверхностей.

Решение данной проблемы ведёт к совершенствованию современных конструкций механизмов свободного хода. Основные задачи:

1. Исследование известных конструкций МСХ;

2. Исследование пусковых процессов стартеров судовых ДВС;

3. Исследование изнашивания рабочих поверхностей ЭМСХ;

4. Разработка ЭМСХ с повышенным ресурсом рабочих поверхностей;

5.Разработка методики расчёта и проектирования ЭМСХ с поглощающими упругими элементами для стартеров ДВС;

6. Разработка методики расчёта и проектирования упругих элементов;

7.Разработка экспериментального стенда для испытания различных МСХ, применяемых в приводах пусковых устройств судовых ДВС;

8.Экспериментальная проверка достоверности полученных теоретических результатов и расчетов предложенных методик на стендах;

9. Экономическое обоснование применения упругих элементов.

В диссертации находят продолжение теоретические и экспериментальные основы исследований профессора Горина М. П. и его учеников применительно к повышению ресурса рабочих поверхностей ЭМСХ путём введения в них упругих элементов применительно к пусковым устройствам судовых ДВС.

Диссертация имеет объём в 191 страницу, в ней приведено 12 таблиц, 135 формул, 41 рисунок, 139 литературных источников, 4 приложения.

Выводы по параграфу:

1. При увеличении частоты включения меняется величина деформации образцов: чем меньше величина деформации, тем выше модуль упругости. Это говорит о зависимости модуля упругости от частоты включения и силы деформации. В процессе испытаний наблюдался непрерывный рост температуры, а на боковых поверхностях образцов появлялись трещины, которые динамично развивались в одну магистральную трещину.

2. Утомление материала образцов зависит от большого числа процессов, протекающих с различными скоростями, которые в свою очередь зависят от цикличности включения ЭМСХ. Реализация строгого подобия таких процессов путём задания величины деформации, либо частоты сжатия образцов, либо изменения времени испытания невозможна, так как характер этих процессов определяется не интегральной дозой воздействия нагрузок сжатия, а зависит от распределения этого сжатия во времени.

3. Для ЭМСХ, работающих в пусковых устройствах, подходят высокона-полненные резины на основе СКИ - 3. Это резина марки 51 - 1562, которая имеет долговечность порядка 8-14 тыс. ч.

4. Критическим уровнем диссипативного разогрева материала образцов при интенсивной работе можно считать Т =75 + 90"С = 348 - 363 К. Превышение этой температуры ведёт к термодеструкции и термическому разложению материала образцов.

5. Испытания показали, что из трёх типов резин наибольшую долговечность имели образцы из резины 51 - 1562, так как обладали наименьшим дис-сипативным разогревом.

6. Испытания показали отличные эксплуатационные характеристики образцов из различных полимеров. Для подтверждения эффективности внедрения упругих элементов в ЭМСХ с целью увеличения ресурса рабочих поверхностей автором проведён ряд эксплуатационных испытаний ЭМСХ с упругими элементами и без них (см. параграф 4. 2).

4. 2. Эксплуатационные испытания эксцентриковых механизмов свободного хода с упругими элементами

Для подтверждения результатов теоретических исследований, в которых основным выводом стало утверждение о целесообразности внедрения упругих элементов в ЭМСХ нами был спроектирован и изготовлен стенд для обкатки этих механизмов в условиях максимально приближённых к эксплуатационным. Проверка ЭМСХ с упругими элементами на этом стенде позволила обнаружить и устранить слабые места в конструкции и получить подтверждение в достаточной долговечности как рабочих поверхностей ЭМСХ, так и самих элементов. При конструировании стенда были учтены условия и входные данные, указанные в 2. 1.

Оборудование. Испытательный стенд состоит (см. рис. 4. 7) из рамы, на которой установлены: асинхронный электродвигатель марки 4А132S8Y3, мощностью 4 кВт, который передаёт необходимый крутящий момент с задаваемой пусковой скоростью вращения через шкив маховику, в котором установлен испытуемый ЭМСХ с упругими элементами либо без них. При включении электромагнита МО-200Б тормоз блокирует шкив, имитируется заклинивание ЭМСХ. После чего включается реверс и ЭМСХ переходит в свободный ход. Необходимая частота переключения двигателя и работы тормоза регулируется реле времени BJ1 - 1. Параметры электроприборов и схема управления по приложению 2. Общий вид стенда показан на рис. 4. 8.

Материалы. Для проведения испытаний была изготовлена партия в количестве шести ЭМСХ. Четыре из них были изготовлены с обоймами для упругих элементов. Рабочие элементы ЭМСХ были выполнены из материала Сталь 45 с последующей термообработкой до HRC 45. При изготовлении ЭМСХ стремились получить на рабочих поверхностях одинаковую микрогеометрию и твёрдость, чтобы обеспечить при одинаковых условиях смазки одинаковые величины коэффициентов трения. Шероховатость поверхностей по Ra 2,5. Расчётные данные основных элементов ЭМСХ для судовых ДВС малой мощности приведены в таблице 4. 3. Образцы ЭМСХ, необходимые для исследований изготавливались для пусковых устройств мощностью 5, 1 и 5,8 кВт. Перед проведением испытаний проводилось контрольное взвешивание эксцентриковых колец для определения величины их массового износа при разборке в течение испытаний через каждые 4000 включений. Для более правильного подбора марки резины упругих элементов были проведены предыдущие испытания.

Заключение, выводы, рекомендации

1. Исследование эксплуатации храповых, роликовых, клиновых и эксцентриковых МСХ позволило выявить один их общий недостаток - удар рабочих поверхностей при заклинивании, являющийся основной причиной изменения геометрии их рабочих поверхностей. Это ведёт к полной потере возможности передачи крутящего момента через МСХ на коленвал вследствие пробуксовки механизма. На основании анализа конструкций МСХ сделан вывод о перспективности применения ЭМСХ с упругими элементами для внедрения их в пусковые устройства судовых ДВС.

2. Исследование пусковых процессов стартеров судовых ДВС позволило определить основные факторы, влияющие на изнашивание рабочих поверхностей ЭМСХ, на основании чего была построена модель экспериментов. Силы, препятствующие вращению коленвала; характеристика прилагаемых нагрузок; продолжительность пуска; частота вращения, сопротивление заряда, трение движущихся деталей - все эти факторы отрицательно сказываются на состоянии рабочих поверхностей ЭМСХ в период эксплуатации

3. Исследование изнашивания рабочих поверхностей ЭМСХ позволило выявить основные факторы, влияющие на его продолжительность. Было установлено, что изменение геометрии рабочих поверхностей ЭМСХ происходит вследствие пластической деформации и наклёпа в начальном его проявлении и усталостного изнашивания - в конечном;

4. Разработанная конструкция эксцентрикового механизма свободного хода с поглощающими упругими элементами может быть рекомендована для использования в приводах электростартеров судовых дизелей. Эксплуатационные исследования конструкции подтвердили то, что она обладает большим ресурсом, чем классические аналоги.

5. На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика расчёта и проектирования ЭМСХ с упругими элементами применительно к пусковым устройствам судовых ДВС. Предложена зависимость определения полного угла относительного поворота эксцентрика при заклинивании с учётом сжатия элементов до передачи крутящего момента на ведомое звено.

6. В работе приведено обоснование применения материала упругого элемента. Разработанная методика расчёта поглощающего упругого элемента может быть рекомендована для точного расчёта его геометрических размеров и характеристик, что является необходимым условием повышения ресурса рабочих поверхностей ЭМСХ, применяемых в электростартерах судовых ДВС. На основе определения энергетического критериям разрушения материалов была построена энергетическая модель долговечности упругих элементов. Установлено, что энергоёмкость применяемых упругих элементов из материала 51-1562 выше в три раза энергоёмкости заклиниваемых стальных рабочих поверхностей, а из СКУ-8 в 1, 8 раза.

7. Разработанный эксплуатационный стенд может быть рекомендован для проведения испытаний различных конструкций механизмов свободного хода, применяемых как в приводах стартеров судовых ДВС, в условиях максимально приближённых к эксплуатационным, так и в различных механизмах, применяемых в других областях народного хозяйства. Например, в бесступенчатых передачах (импульсивных вариаторах), траловых лебёдках, остановах ПТМ и др.

8. Экспериментальная проверка достоверности полученных теоретических расчётов позволила сделать следующие выводы. В резинах диссипация энергии велика. Если при заданном режиме работы пускового устройства диссипация энергии или температура диссипативного разогрева со временем наработки возрастают, то такая резина будет недолговечной. Оптимальными можно считать упругие элементы из резины 51-1562 с относительной деформацией до 15-20 %, элементы с относительной деформацией выше 20% имеют низкую долговечность. Как показали стендовые испытания резиновых элементов, уменьшение поперечного сечения образцов при циклическом сжатии увеличивает их долговечность, во-первых, за счёт увеличения опорной площади, а во-вторых, за счёт более высокого при этом теплоотвода. Такие элементы из резины типа 51-1562 при частоте до 500 мин'1 и величине деформации до 15% имеют наработку до отказа до 14 тысяч часов (до 4-I0h циклов). Располагая полученной экспериментальной информацией о долговечности различных полимеров, можно, зная величину их диссипативного разогрева, определять режимы работы, при которых упругие элементы будут работать не ниже ресурса самого ЭМСХ. Здесь открывается перспектива применения таких конструкций не только в пусковых устройствах, но и в других механизмах с высокой частотой включения ЭМСХ. Теоретические и экспериментальные данные взаимоподтверждают правильность выбора методик и средств исследования.

9. Эксплуатационные испытания ЭМСХ с упругими элементами показали достаточно высокую работоспособность и надёжность в работе. Все механизмы при эксплуатации чётко заклинивались и расклинивались без пробуксовки.

10. Было установлено, что за период эксплуатационных испытаний относительная величина массового износа в ЭМСХ без упругих элементов выше, чем у ЭМСХ с упругими элементами более чем в два раза.

11. Экономическое обоснование заключается в следующем. Восстановление изношенных рабочих поверхностей обычно составляет от 15 до 40% стоимости новых деталей. Кроме того, восстановление считается эффективным, если её долговечность не меньше новой. При неплановом ремонте в условиях навигации не представляется возможным проводить ремонт и восстановление изношенных поверхностей специализированными методами, указанными в работе. Поэтому, как правило, все варианты ремонта сводятся к замене эксцентриковых колец, как самого простого, быстрого и целесообразного способа. Именно поэтому предпочтительным способом повышения износостойкости рабочих поверхностей, а, следовательно, и наиболее экономичным является введение в конструкцию ЭМСХ упругих элементов.

12. Основные недостатки работы ЭМСХ связаны, как правило, не с ошибками при конструировании, а с отклонениями от техпроцесса при изготовлении и термообработке деталей. В результате чего структура рабочих поверхностей не соответствует структуре, способствующей нормальной работе ЭМСХ. Поэтому при изготовлении деталей ЭМСХ особое внимание следует уделять правильному подбору материала, а также придерживаться техпроцесса изготовления. Износостойкость рабочих поверхностей ЭМСХ зависит в первую очередь от его материала Рабочие поверхности деталей ЭМСХ рекомендуется выполнять из высокопрочных сталей с содержанием до 1% С, тер-мообработанных до твёрдости не ниже 61-63 HRC.

13. Показано, что по достижении материалом рабочих поверхностей ЭМСХ определённого упрочнения в процессе приработки нельзя допускать критического значения, при котором материал утрачивает пластичность и вязкость. Поэтому введение в конструкцию ЭМСХ поглощающих упругих элементов будет способствовать сохранению свойств материала и сохранять за счёт этого введения диссипативность рабочих поверхностей.

14. Одним из достижений данной работы можно считать оригинальность исполнения внешней обоймы механизма, что позволяет применить совершенно новый подход в решении проблемы изнашивания рабочих поверхностей ЭМСХ. Данное конструктивное решение даёт возможность унифицировать внешнюю обойму в широком диапазоне конструкций МСХ, применяемых в различных механизмах для увеличения ресурса.

15. Результаты диссертации, в частности методики расчета, могут быть рекомендованы конструкторам и технологам при разработке технической документации по ЭМСХ, а также могут использоваться в учебном процессе.

172

1. Аверио - Антонович И. Ю. Проектирование РТИ с учётом конструкционных свойств материала. М.: Наука, 1975.

2. Александров Е. В., Соколинский В. Б. Прикладная теория и расчёты ударных систем. М.: Наука, 1969.

3. Алимов О. Д., Манжосов В. К., Еремьянц В. Э. Удар. Распространение волн деформаций в ударных системах. М.: Наука, 1985.

4. Артоболевский И. И. Теория механизмов и машин М.: Наука, 1975.

5. А. с.309175 СССР, МКИ 16 41/ 06. Клиновая муфта свободного хода / Гнеденко В. И.

6. А. с. 333094 СССР, МКИ 16 41/ 06. Механизм свободного хода. / Благо-нравов А. А., Ковалев Е. А.

7. А.с. 333327 СССР, МКИ 16 41/06. Клиновая обгонная муфта./ Тарасенко А.В.

8. А. с. 228421 СССР, МКИ 16 41/ 06. Муфта свободного хода / Горин М. П.

9. А. с.339696 СССР, МКИ 16 41/06. Эксцентриковый механизм свободного хода / Горин М. П.

10. А. с.311065 СССР, МКИ 16 41/06. Эксцентриковый механизм свободного хода. / Мальцев В. Ф. Горин М. П., Архангельский Г. В.

11. А. с. 1038647 СССР, МКИ 16 41/06. Эксцентриковый механизм свободного хода. / Горин М. П.

12. А. с. 1038648 СССР, МКИ 16 41 / 06. Муфта свободного хода / Горин М. П.

13. А. с. 1267077 СССР, МКИ 16 41 /06. Эксцентриковый механизм свободного хода./ Горин. М. П.

14. Бартенев Г. М. и др. Статическое сжатие резиновых плоских кольцевых прокладок. «Дал АНСССР т.93 №1 ,1953 г. С. 46 - 53.

15. Батуев Г. С., Голубков Ю. В., Ефремов А. К., Федосов А. А. Инженерные методы исследования ударных процессов. М.: Машиностроение, 1969.

16. Бидерман В. J1. Вопросы расчёта резиновых деталей. Сб. статей «Расчёты на прочность» вып.З, Машгиз.,1958. С. 34 - 48.

17. Болотник Н. К. Оптимизация амортизации основных систем. М. - Машиностроение, 1982.

18. Браславский М. И. Судовые дизель генераторы малой мощности. - JI. Судостроение, 1968.

19. Ванеев А. И. Исследование пусковых процессов автомобильного двигателя в связи с параметрами искры и характеристики аппаратов зажигания. Дисс. .канд. техн. наук.-М., 1948.

20. Ваншейдт В. А. Судовые двигатели внутреннего сгорания. JL: Судостроение, 1977.

21. Вейц В. А. Динамика машинных агрегатов. Д.: Машиностроение, 1971.

22. Вереин Е. Л., Медведик С. И. Подъёмно транспортные и рыбопромысловые машины и механизмы. -М.: Пищевая промышленность. -1965.

23. Васильев А. Н., Шарков О. В. Совершенствование пусковых устройств судовых двигателей за счёт использования эксцентриковых механизмов свободного хода. Морская индустрия. - 2002. - № 2. - С.37-40.

24. Виноградов В.Н., Сорокин Г. М., Албагичев А. Ю. Изнашивание при ударе.-М.: Машиностроение, 1982.

25. Вольперт Э. Г. Динамика амортизаторов с нелинейными упругими элементами. М. Машиностроение. 1972.

26. Глухов Е. Е. Основные понятия о конструкционных и технологических свойствах пластмасс.-М.: Химия, 1970.

27. Гнеденко В. И. Исследование работоспособности клиновых механизмов свободного хода применительно к металлорежущим станкам: Дисс. . канд. техн. наук. М, 1975.

28. Голосеев Б. А. Оценка функциональных характеристик двухклинового механизма свободного хода с кинематической связью: Дисс. .канд. техн. наук. -Курган, 1990.212с.

29. Гольдимит В. Удар и контактные явления при средних скоростях: Пер с англ./ Физика быстропротекающих процессов: сб. статей. М.: Мир, 1971. Т.2, -с. 151-201.

30. Горин М. П. Эксцентриковые механизмы свободного хода. Конструкции, теория, расчёт. С-Пб.: Политехника. 1992.

31. Горин М. П. Исследование эксцентриковых механизмов свободного хода высокой нагрузочной способности: Дисс. .канд. техн. наук.- Одесса, 1975. 184 с.

32. ГОСТ 12935. Муфты обгонные сельскохозяйственных машин.

33. ГОСТ 23207 Сопротивление усталости. Основные термины.

34. ГОСТ 12015. Метод изготовления образцов из реактопластов.

35. ГОСТ 4651. Пластические массы. Метод испытания на сжатие.

36. ГОСТ 265. Резины. Метод статического испытания на сжатие. ГОСТ 20418 75. Многократные испытания.

37. Григорьев Е. Г. Расчёт и конструирование резиновых амортизаторов. М.1960.

38. Гришпун М. И. Упругая податливость муфт свободного хода // Вестник машиностроения, 1964. № 4. - С. 32-35.

39. Дейвис Р. М. Волны напряжения в твёрдых телах. М.: Физматгиз, 1961.

40. Держанский В. Б. Исследование процесса заклинивания механизма свободного хода с дополнительной связью: Дисс. .канд. техн. наук. Курган, 1981. - 195 с.

41. Динамика удара: Пер с англ. / Дж. Зукас, Т.Николас, X. В. Свифт, В. J1. Джонсон и др. М.: Мир, 1985.

42. Динник А. Н. Удар и сжатие твёрдых тел // Избранные. Труды АН СССР.-М.,1952.

43. Доброгурский С. О. К вопросу о напряжениях и усилиях при ударе // Вопросы расчёта и конструирования деталей машин: Сб. М., 1942. - С. 45 - 67.

44. Дрозд М. С., Сидякин Ю. И. Исследование кинетики упругопластической деформации при ударном циклическом контактном нагружении тел произвольной кривизны // Металловедение и прочность материалов. Волгоград, 1983. С. 39 - 47.

45. Дрозд М. С., Тескер Е. И. Исследование контактной прочности цементированных сталей при ударно циклическом нагружении // Машиноведение. -1979.-№ 5.-С. 75-80.

46. Дырда В. И. Резиновые детали в машиностроении. Днепропетровск. 2000.

47. Еркелов В. И. Планирование эксперимента в бурении: Учеб. пособие. Свердловск: Свердл. горн. ин-т. им. В. В. Вахрушева, 1985.

48. Завриев К. С. Удар: Труды Ин-та строит, дела. Тбилиси: Изд. АН Груз. ССР, 1949.

49. Земляков И. П. Прочность деталей из пластмасс. М.: Машиностроение,1972. - 158с.

50. Израэлит Г. Ш. Механические испытания резины, каучука. Госхимиз-дат,1949.

51. Калинин А. В., Васильев А. Н. Динамические нагрузки на механизмы свободного хода: Межвузовский сб. науч. тр./КГТУ Калининград, 2001. - С 204 -217.

52. Каргин В. А. Структура и механические свойства полимеров. М. Химия, 1967.

53. Крагельский И. В., Добычин М. Н., Комбалов В. С. Основы расчётов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977.

54. Кузьмин Р. В., Карпович В. А. Пуск и реверс судовых дизелей. М.: Транспорт, 1972.

55. Куликов Н. К. Клиновые механизмы свободного хода, НАМИ, Вып. 75, М.- Л., Машгиз, 1954.

56. Куликов Н. К. Теория роликовых механизмов свободного хода. Вестник машиностроения, 1947. № 2. - С. 13-17.

57. Колмогоров В. Л. Механика обработки металлов давлением. Учебник для вузов. М.: Металлургия. 1986.

58. Кропп А. Е. Приводы машин с импульсными вариаторами. М.: Машиностроение, 1988.

59. Крузе X. Потери на трение при холодном запуске ДВС // Поршневые и газотурбинные двигатели: Экспресс информация. - Вып. 45., 1965. - Вып. 7.,1966. - Вып. 26.,1966. - Вып. 45,1968.

60. Лапинете И. И. Вероятностный расчёт распределения нагрузки между роликами муфты свободного хода. \ Исследование и расчёт деталей машин .: Труды МВТУ им. Н. Э. Баумана. -1978. -№ 278.-С. 151 154.

61. Левина 3. М., Решетов Д. М. Контактная жёсткость машин. М.: Машиностроение, 1971.

62. Леонов А. И. Микрохраповые механизмы свободного хода. М.: Машиностроение, 1982.

63. Лосавио Г. С. Пуск автомобильных двигателей без разогрева. М.: Транспорт, 1965.

64. Майзенберг Ю. И. Дегтярёв Т. И. Исследование динамики пуска двигателя Т-250 с учётом влияния наклона механической характеристики динамикистартера на ЭЦВМ // Автотракторное электрооборудование. 1971. - № 5. - С. 10 -14.

65. Мальцев В. Ф. Роликовые механизмы свободного хода. М.: Машиностроение, 1968.

66. Мальцев В. Ф. Динамика заклинивания роликовых механизмов свободного хода //Динамика машин. М.: Машгиз, 1963. - С. 268 - 279.

67. Мальцев В. Ф„ Крупский В. И. О числе роликов и размерах рабочего пространства звёздочки механизмов свободного хода автотракторных стартеров II Передаточные механизмы. М.: Машиностроение, 1971. - С. 174 - 182.

68. Мальцев В. Ф., Панченко А. И. Оптимальный угол заклинивания роликовых механизмов свободного хода электростартеров // Вестник машиностроения. -1967.-№ 6.-С. 11-13.

69. Мальцев В. Ф., Сорока И. Ф. Динамика механизмов свободного хода стартерных приводов // Детали машин и подъёмно транспортные машины. - М., 1965.-Вып. 2.-С. 22-27.

70. Масленников П. В. и др. Опыт проектирования и эксплуатации импульсных вариаторов типа ВШР с роликовыми МСХ. в межвузовский./ Бесступенчатые передачи и МСХ., 2001 г. С. 4-12.

71. Менделевич Я. А. Сопротивление прокручиванию тракторных дизелей при холодном электростартерном пуске // Автотракторное электрооборудование. 1963. -№ 1. - С.16 - 21.

72. Михайлов Ю. К., Иванов Б. С. Муфты с неметаллическими упругими элементами. JL: Машиностроение, 1987.

73. Миклашевич А. А. Исследование работоспособности клиновых обгонных муфт в зависимости от некоторых конструктивных и эксплуатационных факторов: Дисс. .канд. техн. наук. Минск, 1971. - 205 с.

74. Моисейчик А. Н. Пусковые качества карбюраторных двигателей. М.: Машиностроение, 1968.

75. Мосур В. Г. Снижение ударных нагрузок в МСХ. / 3 Международная научно техническая конференция. Сб. статей «Балттехмаш-2002». Калининград, 2002, - С. 227 - 229.

76. Мосур В. Г. Применение новых элементов заклинивания в МСХ. /3 Международная научно техническая конференция. Сб. статей «Балттехмаш -2002». Калининград, 2002, - С. 229 - 231.

77. Мосур В. Г. Повышение ресурса долговечности механизмов свободного хода (МСХ). Вюник Кременчуцького державного пол1техшчного ушверситету. HayKoei npaui КДПУ. Випуск 3/2002 (14). Кременчук, 2002, -С.141 144.

78. Нащёкин В. В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа, 1975.

79. Нормаль машиностроения МН- 3-61. Муфты обгонные. 1961.

80. Патент на полезную модель № 34666. Эксцентриковый механизм свободного хода./ Мосур В. Г.

81. Патент на полезную модель № 35557. Эксцентриковый механизм свободного хода./ Мосур В. Г.

82. Патент 2221942 Россия МКИ3 F16 D 41/06 Клиновая муфта свободного хода. Мосур В. Г.

83. Патент 2221941 Россия МКИ3 F16 D 41/06 Клиновая муфта свободного хода. Мосур В. Г.

84. Патент 2143620 Россия МКИ3 F16 D 41/06. Муфта свободного хода/ А. Н. Васильев, М. П. Горин, А. В. Калинин.

85. Патент 2145009 Россия МКИ3 F16 D 41/06. Муфта свободного хода/ А. Н. Васильев, М. П. Горин, А. В. Калинин.

86. Пановко Я. Г. Введение в теорию механического удара. М.: Наука. 1986.

87. Пилипенко М. Н. Механизмы свободного хода. Д.: Машиностроение, 1966.

88. Подгуренко В. С. Новая Муфта свободного хода для привода стартеров ГТВ.// Судостроение. -1983.№8,- С.20-23.

89. Поляков В. С., Барбаш И. Д. Муфты. Д.: Машиностроение, 1973.

90. Полянский В. Ф. Исследование электромеханической системы пуска ДВС на судах речного флота: Дисс. .канд. техн. наук. М.,1968. - 210 с.

91. Пономарёв С. Д. Расчет упругих элементов машин и приборов. М. Наука, 1976.

92. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твёрдого тела. М.: Наука, 1979.

93. Ряховский О. А., Иванов С. С. Справочник по муфтам. JL: Политехника, 1991.

94. Савельев Г. С. Исследование холодного пуска карбюраторного двигателя и его износа при различных способах прогрева: Дисс. . канд. техн. наук. М., 1968.

95. Сорока И. Ф. Исследование механизмов свободного хода гидротрансформаторов: Дисс. .канд. техн. наук. Одесса, 1968. - 205 с.

96. Стахановский Б. Н. Передача энергии ударом / ОПИ Омск, 1986. 4.1. -180 с. - Деп. в ВИНИТИ № 8115, В 86.

97. Тарасенко А. В. Разработка конструкции и исследование работы сегментной инерционной обгонной муфты: Дисс.канд. техн. наук. Минск, 1966. -262 с.

98. Тарасенко А. В. Исследование углов скольжения клиновых обгонных муфт // Станки и инструмент, 1969, № 8. - С. 12-13.

99. Тарасенко А. В. Клиновые обгонные муфты // Станки и инструмент, 1971, № 10.-С. 30-33.

100. Учебное пособие. Действие удара на механическую систему. В. А. Лебедев и др. Л.: ЛИСИ, 1981.

101. Фёдоров В. В. Термодинамические аспекты прочности разрушения твёрдых тел. Ташкент, 1979.

102. Фёдоров С. В. Связь коэффициента трения с характеристиками контактной усталости материалов. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -1995 № 1.-С. 41-49.

103. Фёдоров С. В. Разработка научных основ эргодинамического метода совместимости стационарно нагруженных трибосистем: Дисс. .док. техн. наук. -М., 1996.-488 с.

104. Фёдоров С. В. Структурно энергетическая диаграмма трущихся поверхностей // Вестник КПИ. - 1998. -№ 3. - С. 348 - 364

105. Фёдоров С. В. Теоретическая оценка принципиальных значений коэффициента трения // Доклады АН Украины, 1993. № 3. - С. 74 - 81.

106. Хандов 3. А. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Теория.- М.: Транспорт, 1969.

107. Храповатый Н. Г. Разрушение твёрдых тел ударом // Прочность и надёжность элементов конструкций. К.: Наукова думка, 1982. - С. 145 - 150.

108. Худорожков С. И. Повышение эффективности работы клинового механизма свободного хода с кинематической связью на основе оптимизации параметров конструкции: Дисс. .канд. техн. наук. Курган, 1985. - 209 с.

109. Шарков О. В. Разработка и исследование эксцентриковых механизмов свободного хода для промыслового оборудования: Дисс. канд. техн. наук, Калининград. 1995.

110. Шарков О. В. Теоретическое исследование триботехнических характеристик эксцентриковых механизмов свободного хода: Межвузовский сборник науч. тр. /КГТУ. Калининград, 2001. - С. 107 - 118.

111. Шарков О. В., Горин М. П. Исследование износостойкости эксцентриковых механизмов свободного хода// Повышение надёжности механизмов и машин пищевых производств: Сб. науч. тр. / КГТУ. Калининград, 1996-С. 16-21.

112. Ютт В. Е. Исследование момента сопротивления и некоторых вопросов динамики электростартерного пуска V образных карбюраторных двигателей: Дисс. канд. техн. наук. - М., 1967.

113. Bohnenstil G., Freilaufkupplungen als neizeitische Maschinenelemente. / Maschinenwelt und Elektronik.1962.

114. Buchan S., Rubber to Metal Bonding, London, 1948.

115. Herts H. Uber die Beruhung fester elastischer Korper //J. reine und angew. Math.- 1882. Bd. 92, H. 3 - 4. -S 156 - 171. (In: Herts H Gesammelte Werke, Bd. 1. - Leipzig: Schriften vermischten Inhalts,1895. - S.155 - 173).

116. Jonson К. I. Reversed plastic flow during the unloading of a spherical indenter // Nature. 1963. - V. 199, № 4899. - P.1282.

117. Jonson K. L., 0' Conner I. I., Woodward A. G. The effect of the indenter elasticity on the Hertzian fracture of brittle materials // Proc. Roj. Soc., Lon., Ser. a -1973. V. 334, № 1596. - P. 95 - 117.

118. Rossmanek P., Untersuchungen zum dynamischen Betriebverhalten von Freilaufkupplungen: Diss. Hannover,1991.

119. Schindler E. Klemmstuck Freilaufe als Konstruktionselemente fur den Maschinen und Apparatebau. - Konstruktion, Elemente, Methoden , 1973.

120. Tabor D. A simple theory of static and dynamic hardness // Proc. Roj. Soc., Lon., Ser. A. 1948. V. 192. - P. 247 - 274.

121. Wolters,E. and Racke,H.:Warmealterung, Spannungsrelaxation und Schwingfestigkeit von Acetalcopoymerisat. Kunstoffe,Vol.63,1973, P. 608 -612.

122. Фёдоров С. В., Мосур В. Г. Обоснование применения упругих элементов в приводах стартеров судовых ДВС малой мощности.// Вестник Воронежского государственного технического университета. 2006г., том 2, № 12, - С. 193 - 196.

123. Машиностроение. Энциклопедия. М.: Машиностроение. Детали машин. Конструкционная прочность. Трение, износ, смазка. Т 4-1/ Под общей редакцией Д. Н. Решетова. 1995.