автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Разработка и исследование аналитических моделей динамики механизмов с зазорами в сопряжениях деталей

На правах рукописи

□03492274

КОРОЛЬКОВ МИХАИЛ ВЛАДИМИРОВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДИНАМИКИ МЕХАНИЗМОВ С ЗАЗОРАМИ В СОПРЯЖЕНИЯХ ДЕТАЛЕЙ

Специальность 05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и

детали машин

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 5 ФЕВ 2010

Москва - 2010

003492274

Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) на кафедре «Детали машин и теория механизмов».

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Гриб В.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Демьянушко И.В. кандидат технических наук, Соколова А. Г.

Ведущая организация: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие «Механик» (ООО НПП «Механик»), г. Москва.

Защита состоится «_»_2010 г. в_часов на заседании

диссертационного совета Д.212.126.03 при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу: 125319, Москва, Ленинградский проспект, 64, МАДИ (ГТУ), ауд. 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГТУ).

Текст автореферата размещен на сайте Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета): www.madi.ru.

Автореферат разослан «_»_2010 г.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета института.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации машин и механизмов в условиях повышения энергоемкости и производительности технологических процессов, увеличения скоростей и нагрузок промышленного оборудования и транспортных машин, а также старение производственных фондов делает особо актуальным проблемы анализа их технического состояния, прогнозирования остаточного ресурса и возможности аварийных ситуаций.

В перечне мероприятий по обеспечению техногенной безопасности одной из главных задач машиноведения является совершенствование методов диагностирования и мониторинга технического состояния. Решение этих задач невозможно без моделирования изменения параметров технического состояния во времени в зависимости от многочисленных факторов внешнего воздействия, режимов эксплуатации, конструкции механических систем с учетом износа деталей, обратных связей входных и выходных параметров, что позволяет производить имитацию изменения технического состояния машины в течение ее жизненного цикла.

Такое моделирование позволяет не только создавать надежные конструкции, но и обеспечивать точность оценки технического состояния косвенными методами (вибродиагностиксй, по состоянию смазочных материалов и др.), а также прогнозировать поведение объектов, в будущем, времени эксплуатации.

При работе в машине протекает ряд взаимосвязанных и обуславливающих друг друга процессов (динамические процессы, изнашивание сопряженных деталей, изменение механических свойств материалов и др.).

Совершенствование моделирования технического состояния машин и механизмов на многокритериальной основе является одним из актуальных направлений современного машиноведения.

Целью настоящей работы является совершенствование методов моделирования изменения технического состояния

поршневых кривошипно-ползунных механизмов с учетом взаимосвязи динамических характеристик, изнашивания сопряженных деталей и диагностируемых вибрационных параметров.

Заданная цель достигается решением следующих машиноведческих задач исследования:

1. разработка математической модели движения поршневого кривошипно-ползунного механизма с учетом зазоров в сопряжениях и неравномерности вращения коленчатого вала;

2. моделирование формирования и изменения во времени зазоров в сопряжениях деталей поршневого кривошипно-ползунного механизма в процессе изнашивания;

3. разработка алгоритма и программы расчета изменения динамических характеристик механизма при изнашивании сопряжений деталей;

4. установление взаимосвязи между параметрами виброакустического сигнала, динамическими характеристиками и зазорами в трибосопряжениях механизма.

Научная новизна работы заключается:

• в создании математической модели изменения движения поршневого кривошипно-ползунного механизма, учитывающей взаимовлияние динамических характеристик механизма и формоизменения сопряженных деталей в кинематических парах при различных режимах эксплуатации;

• в установлении взаимосвязи между параметрами виброакустического сигнала и изнашиванием трибосопряжений и оценке на этой основе технического состояния поршневых компрессорных машин;

• в создании программного комплекса, позволяющего производить виртуальный мониторинг технического состояния механизма при различных режимах эксплуатации и конструкционного оформления машины с учетом взаимовлияния различных факторов внешнего воздействия и состояния механической системы.

Объектами исследования являются компрессоры поршневого типа и программный комплекс виртуального исследования их технического состояния.

Методы теоретического исследования и разработка программ расчета основаны на применении метода Лагранжа исследования динамики механических систем (уравнения второго рода с неопределенными множителями), виртуальных экспериментах с помощью программного комплекса.

Экспериментальные исследования включали в себя вибродиагностику поршневых компрессоров и дефектацию деталей кинематических пар.

Практическая ценность работы заключается:

1. в совершенствовании оценки технического состояния поршневых машин по вибродиагностическим показателям;

2. в возможности с помощью разработанного метода выявить потерю работоспособности отдельных деталей и узлов механизма движения поршневых машин во время эксплуатации;

3. в возможности прогнозирования технического состояния механизма в будущем времени эксплуатации.

Реализация работы. Результаты работы нашли применение в диагностике технического состояния компрессоров химической промышленности на предприятиях ОАО HAK «Азот» (г. Новомосковск Тульской обл.), ОАО «Айс-Фили» (г. Москва), ОАО «МЖК» (г. Москва), ОАО «Московский хладокомбинат №14», ОАО «Минудобрения» (г. Россошь Воронежской обл.) и др.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 1 в центральных рецензируемых •изданиях ВАК Российской Федерации. Основные положения работы докладывались и обсуждались:

1. на научно-исследовательских конференциях в МАДИ (ПТУ) 2006-2009 гг.;

2. на III Международной конференции «Проблемы механики современных машин» в г. Улан-Удэ в 2006 г.;

3. на Международной конференции по теории механизмов и машин в г. Краснодаре в 2006 г.;

4. на Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии» в г. Самаре в 2007 г.;

5. на III научной конференции «Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин» в г. Астрахани в 2007 г.;

6. в рамках 8-й специализированной выставки «Изделия и технологии двойного назначения. Диверсификация ОПК» на научно-практическом семинаре «Испытания и диагностика машин» на ВВЦ в 2007 г.;

7. на научно-практической конференции с участием иностранных специалистов «Трибология машиностроению» в ИМАШ РАН в г. Москве в 2008 г.;

8. на XVIII Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» в г. Нижний Новгород в 2008 г.;

9. на Всероссийской научно-технической конференции «Машиноведение и детали машин» в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2008 г.;

10. на 9-й Международной Научной школе «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов» в ИМАШ РАН в г. Санкт-Петербург в 2009 г.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка из 126 наименований и приложений. Работа содержит 152 страницы основного текста, 37 рисунков и 9 таблиц. В приложениях помещены результаты обследований технического состояния узлов поршневых компрессоров и акт о внедрении результатов работы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы исследования, сформулированы цели и задачи, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту, кратко изложено основное содержание диссертации.

3 первой главе проведен аналитический обзор научно-технической литературы, в котором дан анализ потерь работоспособности и причин отказов поршневых кривошипно-ползунных механизмов (на примере компрессорных машин), показана взаимосвязь динамических процессов и изнашивания, рассмотрены методы исследования динамики рычажных механизмов, вибродиагностики как основного метода оценки технического состояния без останова и разборки конструкции.

В области исследования изнашивания узлов кривошипно-ползунного механизма можно отметить работы Авдонькина Ф.Н., Гриба В.В., Григорьева М.А., Гурвича И.Б., Кошкина К.Т., Мишина И.А., Новикова В.И., Пономарева А.Н., Путинцева С.В., Фурухамы С., Эвайса М. и др.

Из ряда работ, посвященных вопросам динамического анализа механизмов с зазорами, следует выделить работы Бруевича Н.Г., Кобринского А.Е., Курнатова В.Д., Луканина В.Н., Милованова В.И., Никитина А.Г., Сергеева В.И., Середы В.Т., Супонева В.Б., Юдина К.М.

Динамика любого механизма является источником вибрации всей машины в целом. Поэтому ее изменение вследствие деградации технического состояния узлов отражается, в первую очередь, на параметрах колебательных процессов. Значительный вклад в создание систем вибродиагностики внесли отечественные научные школы ОАО «Газпром», ОАО «ВНИИГАЗ», ИМАШ РАН, ОАО «ЛенНИИхиммаш», ЛСХИ, МАДИ (ГТУ), МГТУ им. Н.Э. Баумана, НАМИ, НИЦИАМТ, СибИМЭ, ХАДИ и другие. Среди зарубежных фирм следует отметить "Bently-Nevada Corporation", «Bruel & Kajer», «SKF» и другие. В середине XX века в СССР одними из первых этот метод для диагностики поршневых машин разработали и применили Бухтияров И.Д., Егоров А.С., Змановский В.А, Павлов Б.В. и другие ученые бывшего СибВИМа (в настоящее время СибИМЭ). В дальнейшем метод вибродиагностики получил развитие в работах Береснева В.Н., Доценко Ю.Г., Костюкова В.Н., Лопатинской Э.З., Милованова В И., Павлова Б.В., Соколовой А.Г. и др.

В настоящее время наблюдается недостаток работ по совместному моделированию динамики поршневых машин, износа и вибрационных параметров с учетом их технического состояния,

поскольку каждая из них представляет отдельную задачу. Вследствие сложности их протекания в реально действующих механизмах, в настоящее время отсутствует соответствующая математическая модель, позволяющая исследовать эволюционные процессы в течение определенной наработки. Недостаточно изучены динамические процессы механизма с учетом влияния зазоров и технического состояния узлов. При этом задачу динамики и изнашивания всех деталей кривошипно-ползунного механизма и цилиндро-поршневой группы необходимо решать в комплексе.

Вторая глава посвящена моделированию изменения зазоров в кинематических парах поршневых кривошипно-ползунных механизмов (цилиндрических шарнирах и цилиндро-поршневой группе) с учетом динамических характеристик механизма и наличия граничной смазки в трибосопряжениях.

Для описания трибологических процессов в цилиндро-поршневой группе была выбрана расчетная схема, показанная на рис. 1.

Рг Р 2

Рис. 1, Расчетная схема триботехнической системы «кольцо-цилиндр».

Согласно принятой схеме упруго связанных сечений в модели рассматриваются два случая равновесия кольца относительно стенок

цилиндра: 1) зазор в замке кольца не выбран (5К>0); 2) зазор в замке кольца выбран (5К=0).

В первом случае справедлива система уравнений равновесия кольца

р\ + рн _ р

Р'-Р!| = Т. (1)

Для определения гидродинамических реакций Р1 и Р", входящих в систему уравнений равновесия кольца, было необходимо получить распределение гидродинамического давления вдоль осевой высоты кольца р(х)1,". Для этого использовалось уравнение Рейнольдса для одномерного потока в стационарной форме:

-í!_fh3iíE| = 6nV—

dx V. dx j dx

(2)

Граничными условиями являлись (см. рис. 1): Р(0) = pi; р(0) = р2;

при V > 0; при V < 0. (3)

р(1) = р2; p(1) = pi;

После двойного интегрирования уравнения (2) с учетом граничных условий (3) имеем:

р(х) = 6цУ|—+

dx fdx

P2,1 ~Pl,2 ~6uV j

dx

f

dx

+ Pl,2,

(4)

где первый по порядку индекс при параметре р соответствует ситуации V > 0, а второй - ситуации V < 0.

Получив функцию р(х) и допустив равномерное распределение гидродинамического давления вдоль полуокружностей кольца, определяли несущую способность каждого кольца:

1

2гк jp(x)uidx.

о

(5)

В результате решения системы (1) определяются неизвестные параметры Ит' и Ьщ", являющиеся аргументами функций Р1 и Р!| соответственно.

По найденным значениям ("1т' и !1т" анализировали текущую величину зазора в замке кольца

8к = Лк - (Ьт1 + Ьт"), (6)

где Дк - монтажный зазор в замке кольца.

Если полученное значение 5К>0, то решение считалось достигнутым, в противном случае (5К<0) полагали 5К=0. Тогда одно неизвестное выражали через другое (Ьтп = Дк - Ит') и решали только второе уравнение системы (1). В итоге снова определяли оба неизвестных параметра Ит' и И™" для второго случая равновесия кольца. При этом содержащаяся в (1) сила Т, с учетом справочных значений коэффициента граничного трения, находилась по зависимости:

Т = Як-/кп (7)

В рамках принятой модели предполагалась возможность возникновения трех режимов трения в сопряжении «кольцо-цилиндр»: жидкостного, смешанного и граничного. Для идентификации указанных режимов использовали неравенства:

1\р< Ьт'< Ьт";

< Ькр < Ьт"; (8)

11т1 < Ьт|! < Икр.

На основании проведенных исследований поршневых компрессорных машин, учитывая малость их скоростей, сделан вывод о наличии граничного режима смазки по всему ходу поршня.

Выбранная для расчета износа модель основана на непрерывном пошаговом накоплении элементарного износа в узловых точках цилиндра при элементарном перемещении ползуна.

Линии контакта ползуна (деталь 1) и направляющей (деталь 2) разбиваются на элементарные отрезки постоянной длины, равные А/. Для детали 1 число узловых точек ¡=0,1...Мь а для детали 2 -¡=0,1...Мг- Пути трения узловых точек ползуна будут постоянными и равны

/^ДДМ.-М,) (9)

При определении пути трения в направляющей необходимо учитывать различие путей трения каждой ее узловой точки. Для решения этой задачи разработан специальный алгоритм.

Принцип расчета состоит в следующем. При перемещении ползуна на шаг А/ элементарный износ узловых точек цилиндра

А Лу от ]=1 до ]=М1+1 составляет:

(10)

(2)

где J — интенсивность изнашивания материала детали 2; р1 -удельная нагрузка; п - число взаимодействий сопряженных деталей. При перемещении ползуна на следующий шаг А/ износ в точке

г; (?)

]=1 останется прежним (Щ ) поскольку ползун вышел из контакта с этой точкой цилиндра. А износ точек от ]=2 до ¡-КЪ+1 определяется

суммированием износа на предыдущем и текущем шаге:

^(2>0>2)-Д,-2и-<* (11)

Поскольку путь трения последней точки контакта у=Л/?)+2 на этом шаге будет не 2Д/, а А/, то ее элементарный износ определяется аналогично (10):

=451+2 (12)

И так далее - до достижения ползуном мертвой точки.

На рис. 2 изображена пошаговая эпюра износа цилиндра при разбиении ползуна на /И,=5 точек, а цилиндра - на М2=15. При единичном перемещении ползуна происходит накопление износа контактных точек цилиндра на величину &к.. В общем случае, расчет

износа цилиндра при движении поршня слева направо (от НМТ к ВМТ), проводится по следующей зависимости:

+1 = А + !. Гу+л/, +1 (13)

При обратном движении (от ВМТ к НМТ):

1 (ползай} (цилиндр)

1 = 10.18

|___J____1____1----ь— л

I вмт

I 1 1 1 ' 1 1 1 1 | 1 : г 1 з : А ! 5 : е, 7 | 8 :

1 г 18; г : г г : г г : 3 4 ■ 5 : 6 7 : 8 5

17 ; з 3 • 3 3 А I 5 : 6 : 7 8 9 Ю :

1 4 13 : !<5 А ! 4 А : 5 ; 6 7 8 ! 9 ! ю : и :

5 17 15 ; 5 6 1 7 В : 9 10 ' И 1

6-9 16 (ь 1 14 ъ 7 ! 8 9 Ю : И : 1Н 1

ю- 17 15 ' 13 : 12 11 10 и ; 12 : '

и 18 16 и 13 ; 12 И : .12 13 ;

12 17 - 15- ! 14 13 ; 12 ; 13

13 18 ; 16 ' 15 14 ■ 13 : и

И 17 : 16 ! 15 . 14 !

15-16 18 : 17 ; 16 ■ 15 :

9 :

10 "

Рис. 2. Схема пошагового изнашивания поступательной пары.

дФ.

= д

+ <Г(2>

(14)

Данную методику можно применить для случая износа цилиндра при наличии перекладок поршня, а также при контакте цилиндра с несколькими поршневыми кольцами.

Разработаны программы расчета, в основу которых положены численные методы решения.

Третья глава посвящена моделированию динамики поршневых кривошипно-ползунных механизмов с учетом зазоров в сопряжениях деталей и неравномерности вращения коленчатого вала. Наличие зазоров приводит к появлению дополнительных степеней свободы. В связи с этим возможны 8 видов движения, характеризующиеся сохранением контакта и свободным перемещением деталей в поле зазора в каждом сопряжении. Расчетная схема механизма представлена на рис. 3. Поскольку с точки зрения диагностики наиболее значимыми являются динамические параметры в момент контакта деталей, то в работе принята модель неупругого удара.

Также не учитывается уклон штока. Звенья механизма предполагаются абсолютно жесткими.

Математическая модель выведена из уравнений Лагранжа II рода с множителями:

ЭТ

<гГ=2>.

а=!

ат

V

8ц}

^ «ог - о;

тр

(15)

QTP--kaQГ

Этот подход позволил разработать единую модель для всех видов движения механизма с определением всех параметров, необходимых для выделения узлов из ВАС.

Обобщенными координатами являются

Я]=(Х1, У1, х2, у2, Уз, а). Поскольку механизм имеет переменную структуру, то число степеней свободы варьируется от 3 до 6. При этом связи, налагаемые на механическую систему, являются неудерживающими, голономными, стационарными:

Я=(ХьУь><2.Уг.Уз!а)

Рис. 3. Расчетная схема кривошипно-

ползунного механизма с зазорами: 1 - кривошип; 2 - шатун; 3 - ползун; 4 - направляющая.

-А2, <0,

с 2 2

Ь =Х1 +УГ

Множители Лагранжа характеризуют реакцию связи, модуль которой находится следующим образом:

R21=2Ml, R23=2X2A2) R34 = 2Х3Д3. (17)

Определив кинетическую энергию системы и обобщенные силы, были получены уравнения движения звеньев в поле зазора коленчатого вала по координатам: xi:

2х,М, - yxM2tgf}~ х2т3 + y2M2tg/3 + y^M2tgP~ á(2A/,/, sin a + + M2l\tgPcosa) = \м2Р - а1 (-2M,/, cosa + M2lx sin atgfi)]+ ^gj + (Fnc - G2 - G3 + F') + 2Л,х, - 2Л,у,к, - F,, У1-

-3c,M2íg/j4 y,2W + x2m¡tgP + y2{M5 - 2W) + j3(M5 - 2W) + + á(M1!] sincctgf} + 2ltWcosa) = [-2M2Ptgfi- á2(M2lx eosatgfl -- 2/, И7 sin a)] + (G2a + G3- Fnc - F')tgfi + 2A,y, - 2Л^/с, - Ft, где Ь, l2 - радиус кривошипа и длина шатуна соответственно; а = as,/i2 ; M¡=M¡(mi, m2, m3,1мах, lSi, Is2); ¡si, Ux, U2 - момент инерции коленчатого вала, маховика и шатуна соответственно; ггн, т2, т3 - масса коленвала, шатуна, поступательно движущихся деталей соответственно; G1, G2, G3 - силы тяжести звеньев; F - сила трения в уплотнениях, Ft - сила трения в направляющей крейцкопфа; ка -коэффициент трения связи а; Р - коэффициент, характеризующий ускорение звеньев; Fnc - газовая сила.

Для координат х2, у2, у3, a уравнения являются аналогичными.

Сила давления газа Fnc, входящая в состав активных обобщенных сил, рассчитывалась согласно индикаторной диаграмме поршневого компрессора с учетом средних потерь в клапанах.

Множители Лагранжа рассчитывались путем совместного решения уравнений связей и движения. Положение и угловая скорость коленчатого вала определялись для всего компрессора, то есть рассматривалась система "маховик-коленвал-1ряд-11ряд-Н!ряд" (для трехрядной машины).

Решение уравнений движения проводилось методом Рунге-Кутта на ЭВМ с помощью разработанного программного пакета. При этом начальные условия выбраны такими, чтобы механизм находился в

ВМТ. В результате решения определены скорость вращения вала, скорость и сила реакции соударения, а также относительное положение деталей в поле зазора, предшествующее их удару.

С целью проверки адекватности комплексной математической модели динамики и изнашивания деталей кривошипно-ползунного механизма были проведены экспериментальные исследования виброакустических характеристик компрессоров при соответствующих износных состояниях узлов трения.

В четвертой главе обоснован выбор объектов исследования и приведены особенности их конструкции.

В качестве объекта диагностирования выбраны вертикальные крейцкопфные азотные поршневые компрессоры Т\/253К-400/630 (корпус предварительного сжатия) и Т\/233К-400/270 (дожимающий корпус), установленные на производстве больших агрегатов Новомосковской акционерной компании "Азот". Они работают без смазки цилиндров и газовых сальников. Такая конструкция компрессоров получила широкое распространение в химической промышленности. Каждый его корпус является трехрядным, двухступенчатым. Конечное давление нагнетания установки составляет ЮМПа, производительность 110м3/мин, частота вращения коленчатого вала 293об/мин, мощность электродвигателя 800кВт.

Также исследовались: водородный компрессор ЫА-20, установленный в автоклавном цехе ОАО «Московский жировой комбинат»; аммиачный компрессор АГК-56, установленный в компрессорном цехе ОАО «Айс-Фили»; аммиачный компрессор П-220, установленный в компрессорном цехе ОАО «Перовское»; аммиачный компрессор АВ-75, установленный в холодильно-компрессорном цехе ОАО «Холодильник №5-6».

Проведенный анализ причин отказов показал, что стуки, происходящие в компрессорах от ударов в сопряжениях, способны привести к аварийным ситуациям. Появившиеся дополнительные динамические нагрузки снижают несущую способность деталей. Это приводит к разрушению их контактирующих поверхностей, штоков, срезу шплинтов в шатунных болтах, что требует значительного времени восстановления. В качестве диагностируемых узлов были

выбраны шатунный, крейцкопфный подшипники скольжения, "башмак крейцкопфа-направляющая" и "поршневые кольца-втулка цилиндра".

Во время проведения ремонтных работ в этих узлах контролировались величины зазоров. Они изменялись только в том случае, если фактический зазор больше предельного. Если зазоры находились в допустимых пределах, то компрессор собирался и выводился на рабочий режим.

С целью определения технического состояния диагностируемых узлов во время эксплуатации контролировались виброакустические характеристики (ВАХ) компрессоров. В качестве измерительного прибора использовался виброанализатор «АДП-3101» ООО «Инкотес» с пьезоэлектрическими датчиками. Исследования проводились в высокочастотной области ускорения - до ЮкГц, что характеризует удары деталей. Крепление датчиков к корпусу объекта осуществлялось через переходники, которые жестко устанавливались в каждой контрольной точке. Для этого были определены наиболее информативные места съема вибрации: на фланцах цилиндров и на станине компрессора - возле направляющих и коренных подшипников. С целью осуществления временной селекции виброакустического сигнала (ВАС) использовался фотоотметчик, запуск которого осуществлялся при достижении I ряда компрессора верхней мертвой точки (ВМТ).

В соответствии с поставленными задачами регистрировались временная реализация ВАС и его спектр. Поскольку удары деталей в сопряжениях носят многоимпульсный характер, что характеризуется нестабильностью уровня вибрации, то измерение ВАС проводилось за 5 оборотов вала. По этим временным выборкам строился спектр, усреднение которого проводилось по 15-20-и мгновенным спектрам, когда наложение текущего на усредненный не вызывало уже существенных изменений.

Экспериментальные исследования вибрационного состояния осуществлялись на эксплуатационных режимах компрессора и при пуско-наладочных испытаниях. Это позволило оценить степень влияния давления в цилиндрах на процессы соударений в каждом сопряжении.

Пятая глава посвящена исследованиям влияния режимов работы компрессора и величин зазоров в сопряжениях деталей на динамические и виброакустические характеристики механизма движения. Исследования проводились на режимах, соответствующих пуско-наладочным испытаниям и номинальной нагрузке.

В результате моделирования динамики при изменении зазоров в шатунном подшипнике, крейцкопфном подшипнике, в поступательной паре «крейцкопф-направляющая» от минимального до предельного значения было установлено следующее: на динамические параметры влияет не только зазор в исследуемом сопряжении, но и соотношение величин зазоров в узлах.

В качестве примера приведем гистограммы для компрессора Т\/253К-400/270. На рис. 4а-в показаны максимальные значения скоростей соударения деталей в различных узлах за цикл работы механизма при минимальных и предельных значениях зазоров в исследуемых сопряжениях.

При увеличении зазора в одном из каких-либо узлов (шатунный либо крейцкопфный подшипник, либо крейцкопф-направляющая) значения динамических параметров в этом узле, как правило, увеличиваются. Причем наиболее сильно это проявляется в крейцкопфном подшипнике: здесь скорость удара возрастает в 3,75 раза (рис.4б). В шатунном подшипнике скорость соударения увеличивается в 1,93 раза (рис.4в), а в поступательной паре - в 1,81 раза (рис.4а).

Динамика крейцкопфного подшипника является наиболее чувствительной к изменению зазоров во всех узлах механизма. Следует отметить, что на других режимах работы компрессора его динамика будет несколько отличаться. Поэтому количественные и даже, в некоторых случаях, качественные соотношения динамических параметров при изменении зазоров в узлах будут другими. Так, при изменении величины зазора возможно появление дополнительного второго удара при другом положении кривошипа за цикл работы механизма. Кроме того, при моделировании было установлено, что увеличение зазора в поступательных узлах приводит к пропорциональному изменению скорости удара деталей. В подшипниках эта зависимость не является линейной, так как на их ско-

Шатунный

ПОДШ-К Л1

Крейцкопфный

Г10ДШ-К &

Крейцкопф-направляющая Дз

-д1=0,04мм; Д2=0,04мм; Д3=0,15йш - Д1=0,04мм; Д2=0,04мм; Д3=0,40мм

а)

Шатунный подш-к ¿1

Крейцкопфный I Крейцкопф-подш-к д2 I направляющая Дз

-Д1=0,04мм; Д2=0,04мм; Д3=0,15ММ ■ Д>=0,04мм; Дг=0,15мм, Д3=0,15мм б)

1 2

ШЙИ! - А1=0,04мм; Д2=0,04мм; Д3=0,15ММ РШЩ -А<=0,11мм; А3=0,04мм; Л3=0,15мм

Б)

Рис.4. Гистограммы скоростей соударения деталей при изменении зазоров: а) - в сопряжении «крейцкопф-направляющая»; б) в крейцкопфном подшипнике; в) в шатунном подшипнике.

рость соударения влияет зазор не только в исследуемом сопряжении, но и зазоры в других узлах. Это связано с тем; что множитель Лагранжа отдельно взятой связи является функцией совместного влияния всех связей. А значение реакции оказывает непосредственное влияние на скорость движения деталей.

При проведении виброисследований фиксировались спектры виброускорения, характеризующие износ в крейцкопфном, шатунном подшипниках скольжения, узле «направляющая-башмак крейцкопфа» и цилиндро-поршневой группе (рис.5, 6). Сопоставление результатов моделирования при разных режимах и зазорах с параметрами ВАС для каждого узла показывает, что между скоростью удара и амплитудой вибрац14и существует линейная зависимость во всех узлах компрессора. Изнашивание в направляющей крейцкопфа и ЦПГ способствует пропорциональному увеличению скорости соударения. Износ подшипников, особенно крейцкопфного, приводит к

0,054

Крейцкопф- ■ направляющая д31

гюдш-к Д1

0,028!

нелинейному увеличению скорости удара, а, следовательно, и амплитуде вибрации.

Диагностические признаки состояния узлов компрессора, такие как фаза, периодичность, амплитуда и длительность удара, рассчитываются с помощью разработанной математической модели. Это позволило рассчитать собственные частоты сопряжений и выделить их на спектре.

В соответствии с результатами расчета максимум спектральной мощности в различных узлах для 1Л/253К лежит в следующих зонах: 1700Гц («направляющая - башмак крейцкопфа»), 2500Гц (шатунный подшипник), 3500Гц (цилиндро-поршневая группа), 7500Гц (крейцкопфный подшипник).

Проведение ряда математических экспериментов при различных соотношениях зазоров от минимального значения до предельного в каждом из узлов позволяет получить такие соотношения зазоров, которые приводят к наибольшим уровням динамических характеристик. Тогда с учетом результатов, полученных при математическом моделировании динамики механизма компрессора, и технических условий на ремонт становится возможным уточнить предельные значения зазоров в узлах компрессора с точки зрения уменьшения его динамической и виброакустической активности.

Таким образом, рассмотренные в предыдущих главах отдельные процессы являются составными частями общего процесса изменения технического состояния машины, а математические модели их описания - частными операторами общей математической модели.

1,6 1,4 1,2 1

0,8 0,6 0,4 0,2 0

100 700 1300 1900 2500 3100 3700 4300 4900 5500 6100 6700 7300 7900 8500 9100 9700

£ Гц

Рис. 5. Спектры виброускорения цилиндро-поршневой группы компрессора Т\/233К-400/630:

- - зазор в цилиндро-псршневой группе 0,6мм;

---------- - зазор в цилиндро-поршневой группе 2мм.

£Гц

Рис.6. Спектры виброускорения компрессора Т\/233К-400/270 при пуско-наладочных испытаниях:

_ - Рве шст=0,2 МПа, Р„ ц|ст=0,6 МПа, Р„ |Уст=3,0 МПа;

-------- Расшст=0,5 МПа, Р„шст=2,6 МПа, Р„№т=7,0 МПа.

22

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенные экспериментальные исследования отказов поршневых компрессоров и технического состояния сопряжений позволили выявить узлы, дефекты в которых наиболее опасно влияют на работоспособность машины в целом. Ими являются поршневые кольца, башмак крейцкопфа, шатунный и крейцкопфный подшипники скольжения.

2. Разработана математическая модель формирования и изменения во времени зазоров в сопряжениях деталей поршневого кривошипно-ползунного механизма в процессе изнашивания с учетом динамических характеристик механизма и наличия граничной смазки в трибосопряжениях.

3. Разработана математическая модель динамики поршневого компрессора, которая адекватно описывает движение механизма компрессора с учетом зазоров и неравномерности вращения коленчатого вала.

4. Проведены виртуальные исследования на ЭВМ влияния изменения зазоров в каждом рассматриваемом узле механизма на его динамические параметры. Динамика крейцкопфного подшипника является наиболее чувствительной к изменению зазоров во всех узлах механизма. Установлено, что скорость соударения в крейцкопфном подшипнике увеличивается в 3,75 раза при увеличении его зазора от минимального до предельного значения.

5. Математическое моделирование процессов перекладок деталей в сопряжениях механизма движения поршневого компрессора позволило определить вибродиагностические признаки износа различных узлов по временному и частотному признакам.

6. Сопоставление результатов математического моделирования динамики с виброакустическими характеристиками компрессора-позволило установить взаимосвязь величины зазоров в сопряжениях со скоростью соударения и виброакустическими параметрами.

7. Разработан программный комплекс на ЭВМ, направленный на совершенствование метода моделирования изменения технического состояния поршневых кривошипно-ползунных

механизмов с учетом взаимосвязи динамических характеристик, изнашивания сопряженных деталей и виброакустических параметров.

Публикации по теме диссертационной работы

1. Гриб В.В., Жуков Р.В., Корольков М.В. Вибродиагностика изнашивания трибосопряжений в машинах // Трение и смазка в машинах и механизмах. - 2006, №5. - С.30-35.

2. Гриб В.В., Жуков Р.В., Корольков М.В. Решение задачи динамики кривошипно-ползунных механизмов с учетом износа трибосопряжений // Материалы III международной конференции «Проблемы механики современных машин». - Улан-Удэ, 2006. - С.45-48.

3. Жуков Р.В., Корольков М.В. Анализ динамики рычажных механизмов с учетом изнашивания трибосопряжений //' Сб. докладов «Международной конференции по теории механизмов и механике машин». - Краснодар, 2006. - С. 162.

4. Гриб В.В., Петрова И.М., Жуков Р.В., Корольков М.В. Влияние износа на динамику и усталостные повреждения в машине // Сб. трудов международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии». В 2-х томах. Т.1. - М.: Машиностроение, 2007г. - С. 130-141.

5. Гриб В.В., Давыдов В.М., Жуков Р.В., Корольков М.В. Вибродиагностика изнашивания трибосопряжений в машинах // Сб. трудов международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии». В 2-х томах. Т.1. - М.: Машиностроение, 2007г. - С.141-154.

6. Гриб В.В., Петрова И.М., Жуков Р.В., Гадолина И.В., Корольков М.В. Влияние изнашивания трибосопряжений на динамику и накопление усталостных повреждений в деталях машин // Сб. докладов ill Международной научной конференции «Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин». -Астрахань, 2007. - С. 113.

7. Давыдов В.М., Жуков Р.В., Гриб В.В., Корольков М.В. Опыт вибродиагностики компрессорного оборудования химических производств // Сб. научных трудов и инженерных разработок

«Ориентированные фундаментальные исследования - федеральные целевые программы, наукоемкое производство». - М.: Эксподизайн,

2007.-С. 283-286.

8. Гриб В.В., Жуков Р.В, Корольков М.В. Вибродиагностика износа подшипниковых пар компрессорных установок // Сб. трудов Научно-практической конференции с участием иностранных специалистов «Трибология - машиностроению». - М.: ИМАШ РАН,

2008.-С. 119.

9. Гриб В.В., Давыдов В.М., Жуков Р.В., Корольков М.В. Корреляционные модели вибросигналов и износа трибосопряжений в машинах // Тезисы докладов XVIII Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и техническая диагностика». - Н.Н.Машиностроение, 2008. - С. 268-269.

10. Жуков Р.В., Корольков М.В. К вопросу о влиянии износа на динамику и прочность машин II Сб. трудов Всероссийской научно-технической конференции «Машиноведение и детали машин», проводимой с участием зарубежных представителей. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - С.105.

11. Давыдов В.М., Жуков Р.В., Корольков М.В. Вибродиагностика изнашивания поршневых компрессоров II Материалы 9-й международной Научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов». - С.-Петербург, ИМАШ РАН, 2009. - С. 203-206.

Подписано в печать 11 февраля 2010 г Формат 60x84x16 Усл.печ.л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 8

"Техполиграфцентр" Россия, 125319 , г. Москва, ул. Усиевича, д. 8 а. Тел. : 8-916-191-08-51

Введение.

Глава 1. Состояние проблемы обеспечения работоспособности поршневых машин (на примере поршневых компрессоров).

1.1. Исследование и анализ работоспособности и причин отказов.

1.2. Обзор методов исследования динамики рычажных механизмов.

1.3. Методы исследования технического состояния поршневых машин.

1.4. Вибрационная диагностика.

Выводы и формулирование задач исследования.

Глава 2. Моделирование изменения зазоров в кинематических парах рычажных механизмов в процессе изнашивания.

2.1. Моделирование изнашивания цилиндро-поршневой группы.38.

2.2. Расчет изменения зазоров в поршневой паре численными методами.

2.3. Расчет изнашивания подшипников скольжения и шарнирных соединений численными методами.

Глава 3. Моделирование динамики рычажных механизмов с учетом зазоров в трибосопряжениях.

3.1. Математическое описание динамики механизмов с неудерживающими связями в кинематических парах.

3.2. Математическая модель динамики механизма с учетом зазоров в кинематических парах.

3.3. Методы решения уравнений движения механизмов.

3.4. Моделирующий алгоритм динамики поршневых машин.

Глава 4. Методика проведения экспериментальных исследований технического состояния поршневых компрессоров.

4.1. Выбор объекта исследования.

4.2. Методика определения параметров технического состояния поршневых компрессоров.

4.2.1. Обследование технического состояния компрессоров с остановкой на ремонт.

4.2.2. Обследование технического состояния компрессоров во время эксплуатации.

Выводы.

Глава 5. Влияние конструкционных и эксплуатационных факторов на динамику поршневых компрессоров.

5.1. Исследование движущего момента и сил сопротивления.

5.2. Влияние инерционных нагрузок на динамику компрессора.

5.3. Влияние рабочих режимов компрессора на его динамику.

5.4. Влияние износа сопряжений на динамику компрессора.

5.5. Виброакустические исследования поршневых компрессоров.

Выводы.

Обеспечение надежности и безопасной эксплуатации машин и механизмов в условиях повышения энергоемкости и производительности технологических процессов, увеличения скоростей и нагрузок промышленного оборудования и транспортных машин, а также старение производственных фондов делает особо актуальным проблемы анализа их технического состояния, прогнозирования остаточного ресурса и возможности аварийных ситуаций.

В перечне мероприятий по обеспечению техногенной безопасности одной из главных задач машиноведения является совершенствование методов диагностирования и мониторинга технического состояния. Решение этих задач невозможно без моделирования изменения параметров технического состояния во времени в зависимости от многочисленных факторов внешнего воздействия, режимов эксплуатации, конструкции механических систем с учетом износа деталей, обратных связей входных и выходных параметров, что позволяет производить имитацию изменения технического состояния машины в течение ее жизненного цикла.

Такое моделирование позволяет не только создавать надежные конструкции, но и обеспечивать точность оценки технического состояния косвенными методами (вибродиагностикой, по состоянию смазочных материалов и др.), а также прогнозировать поведение объектов в будущем времени эксплуатации.

При работе в машине протекает ряд взаимосвязанных и обуславливающих друг друга процессов (динамические процессы, изнашивание сопряженных деталей, изменение механических свойств материалов и др.).

Совершенствование моделирования технического состояния машин и механизмов на многокритериальной основе является одним из актуальных направлений современного машиноведения.

Реализация этих методов стала возможной в связи с развитием современной быстродействующей, с большой памятью и широкими возможностями анимации и хранения информации вычислительной техники.

Целью данной работы является совершенствование методов моделирования изменения технического состояния поршневых кривошипно-шатунных механизмов с учетом взаимосвязи динамических характеристик, изнашивания сопряженных деталей и диагностируемых вибрационных параметров.

Заданная цель достигается решением следующих машиноведческих задач исследования:

• разработка математической модели движения поршневого кривошипно-шатунного механизма с учетом зазоров в сопряжениях и неравномерности вращения коленчатого вала;

• моделирование формирования и изменения во времени зазоров в сопряжениях деталей поршневого кривошипно-шатунного механизма в процессе изнашивания;

• разработка алгоритма и программы расчета изменения динамических характеристик механизма при изнашивании сопряжений деталей;

• установление взаимосвязи между параметрами виброакустического сигнала, динамическими характеристиками и зазорами в трибосопряжениях механизма.

В первой главе проведен аналитический обзор научно-технической литературы, в котором дан анализ потерь работоспособности и причин отказов поршневых кривошипно-шатунных механизмов (на примере компрессорных машин), показана взаимосвязь динамических процессов и изнашивания, рассмотрены методы исследования динамики рычажных механизмов, вибродиагностики как основного метода оценки технического состояния без останова и разборки конструкции.

На основании обзора сформулированы задачи научных и экспериментальных исследований.

Вторая глава посвящена моделированию изменения зазоров в кинематических парах поршневых кривошипно-шатунных механизмов (цилиндрических шарнирах и цилиндро-поршневой группе) с учетом динамических характеристик механизма и наличия граничной смазки в трибосопряжениях. Разработаны программы расчета, в основу которых положены численные методы решения.

Третья глава посвящена моделированию динамики поршневых кривошипно-шатунных механизмов с учетом зазоров в сопряжениях деталей и неравномерности вращения коленчатого вала. В результате получена система дифференциальных уравнений, описывающая движение механизма. Для ее решения использованы численные методы, реализованные в составленном программном пакете. Это позволило определить скорость вращения вала, скорость и силу реакции соударения, а также относительное положение деталей в поле зазора, предшествующее их удару.

В четвертой главе обоснован выбор объектов исследования и приведены особенности их конструкции. Анализ отказов исследуемого компрессора показал, что повышенные зазоры приводят к различным дефектам и авариям. Изложена методика обследования технического состояния компрессора и измерения его виброакустических характеристик. Экспериментальные исследования позволили выявить наиболее быстроизнашивающиеся сопряжения.

Пятая глава посвящена исследованиям влияния режимов работы компрессора и величин зазоров в сопряжениях деталей на динамические характеристики механизма движения. Исследования проводились на режимах, соответствующих пуско-наладочным испытаниям и номинальной нагрузке. Разработаны рекомендации по снижению динамической нагруженности деталей поршневых компрессоров.

По итогам проведенных исследований сформулированы основные выводы по диссертации.

Научная новизна работы заключается:

1. в создании математической модели изменения движения поршневого кривошипно-ползунного механизма, учитывающей взаимовлияние динамических характеристик механизма и формоизменения сопряженных деталей в кинематических парах при различных режимах эксплуатации;

2. в установлении взаимосвязи между параметрами виброакустического сигнала и изнашиванием трибосопряжений и оценке на этой основе технического состояния поршневых компрессорных машин;

3. в создании программного комплекса, позволяющего производить виртуальный мониторинг технического состояния механизма при различных режимах эксплуатации и конструкционного оформления машины с учетом взаимовлияния различных факторов внешнего воздействия и состояния механической системы.

Объектами исследования являются компрессоры поршневого типа и программный комплекс виртуального исследования их технического состояния.

Методы теоретического исследования и разработка программ расчета основаны на применении метода Лагранжа исследования динамики механических систем (уравнения второго рода с неопределенными множителями), виртуальных экспериментах с помощью программного комплекса.

Экспериментальные исследования включали в себя вибродиагностику поршневых компрессоров и дефектацию деталей кинематических пар.

Практическая ценность работы заключается:

1. в совершенствовании оценки технического состояния поршневых машин по вибродиагностическим показателям;

2. в возможности с помощью разработанного метода выявить потерю работоспособности отдельных деталей и узлов механизма движения поршневых машин во время эксплуатации;

3. в возможности прогнозирования технического состояния механизма в будущем времени эксплуатации.

Реализация работы. Результаты работы нашли применение в диагностике технического состояния компрессоров химической промышленности на предприятиях ОАО HAK «Азот» (г. Новомосковск Тул. обл.), ОАО «Минудобрения» (г. Россошь Воронежской обл.), ОАО «Айс-Фили» (г. Москва), ОАО «МЖК» (г. Москва), ОАО «Московский хладокомбинат №14».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались:

1. на научно-исследовательских конференциях в МАДИ (ГТУ) 2005-2008 гг.;

2. на III Международной конференции «Проблемы механики современных машин» в г. Улан-Удэ в 2006 г.;

3. на Международной конференции по теории механизмов и машин в г. Краснодаре в 2006 г.;

4. на Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии» в г. Самаре в 2007 г.;

5. на III научной конференции «Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин» в г. Астрахани в 2007 г.;

6. в рамках 8-й специализированной выставки «Изделия и технологии двойного назначения. Диверсификация ОПК» на научно-практическом семинаре «Испытания и диагностика машин» на ВВЦ в 2007 г.;

7. на научно-практической конференции с участием иностранных специалистов «Трибология - машиностроению» в ИМАШ РАН в г. Москве в 2008 г.;

8. на XVIII Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» в г. Нижний Новгород в 2008 г.;

9. на Всероссийской научно-технической конференции «Машиноведение и детали машин» в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 2008 г.;

10. на 9-й Международной Научной школе «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов» в ИМАШ РАН в г. Санкт-Петербург в 2009 г.

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 1 опубликована в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Математическая модель движения поршневого кривошипно-шатунного механизма с учетом зазоров в трибосопряжениях и алгоритм ее решения;

• Модели изменения зазоров в кинематических парах поршневого кривошипно-шатунного механизма;

• Результаты экспериментальных исследований изнашивания сопряжений деталей поршневого компрессора и их виброакустических характеристик;

• Влияние режимов работы и величин зазоров в сопряжениях деталей механизма движения поршневого компрессора на динамические и виброакустические характеристики. ч

ВЫВОДЫ

1. Проведенные экспериментальные исследования отказов поршневых компрессоров и технического состояния сопряжений позволили выявить узлы, дефекты в которых наиболее опасно влияют на работоспособность машины в целом.

2. Разработана математическая модель формирования и изменения во времени зазоров в сопряжениях деталей поршневого кривошипно-шатунного механизма в процессе изнашивания с учетом динамических характеристик механизма и наличия граничной смазки в трибосопряжениях.

3. Разработана математическая модель динамики поршневого компрессора, которая адекватно описывает движение механизма компрессора с учетом зазоров и неравномерности вращения коленчатого вала.

4. Математическое моделирование процессов перекладок деталей в сопряжениях механизма движения позволило определить вибродиагностические признаки износа узлов по временному и частотному признакам.

5. Проведены экспериментальные исследования виброакустических характеристик поршневых компрессоров при различной нагрузке и техническом состоянии узлов механизма движения.

6. Сопоставление результатов математического моделирования динамики с виброакустическими характеристиками компрессора позволило установить взаимосвязь величины зазоров в сопряжениях со скоростью соударения и виброакустическими параметрами.

7. Установлено, что на динамические параметры конкретного сопряжения влияет не только его зазор, но и зазоры в других узлах. В результате выявлены сочетания зазоров, характеризующиеся минимальной и максимальной скоростью соударения. Это позволило установить, что зазор в крейцкопфном подшипнике наиболее сильно влияет на динамические параметры во всех сопряжениях механизма движения.

153

1. Алли Исса Харти. Моделирование виброакустических характеристик источников структурного шума от соударений между элементами ДВС: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М.: МАДИ, 2000. 17 с.

2. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров. М.: Высшая школа, 1994. — 544 с.

3. Барков А.В., Баркова Н.А., Азовцев А.Ю. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации. СПб.: Изд. центр СПбГМТУ, 2000.

4. Береснев В.Н. Исследование взаимосвязи величин зазоров в кинематических парах поршневого компрессора паровой холодильной машины с его виброхарактеристиками: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. JL, 1980. - 20 с.

5. Берков Ю.П., Дубровский В.М., Комлык М.Ю. и др. Система диагностирования технического состояния газоперекачивающего оборудования // Химическое и нефтяное машиностроение. 1993. - № 11. -С. 17-19.

6. Браун Д.Н. Мониторизация состояния машинного оборудования путем анализа механических колебаний // Химическое и нефтяное машиностроение. -1988.-№12.-С. 38-40.

7. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машгиз, 1978. - 240 с.

8. Бруевич Н.Г., Сергеев В.И. Основы нелинейной теории точности механизмов с низшими кинематическими парами: Сб. Точность механизмов и автоматизированных измерительных средств. — М.: Наука, 1966.

9. Булатов В.П., Козырев Ю.П., Фадин Ю.А. и др. Диагностика изнашивания узлов трения в процессе эксплуатации // Тр. II Международной конференции «Энергодиагностика и Condition Monitoring». Т.З. 4.2. «Трибология». - М., 1999. - С. 82-92.

10. Бурштейн JI.M. Расчет толщины масляного слоя на стенке цилиндра ДВС // Машиноведение. 1981. - №4. - С. 97-103.

11. Бурштейн JI.M. Трение и смазывание пары поршневое кольцо-цилиндр ДВС. Проблемы и перспективы // Автомобильная промышленность. 1987. - №4. - С. 6-8.

12. Бурштейн Л.М., Кобяков C.B. Исследования процессов смазывания и трения поршневых колец ДВС // Двигателестроение. 1990. - №11. - С. 5659.

13. Бурштейн Л.М., Кобяков C.B. Исследования процессов смазывания и трения поршневых колец ДВС. Смазывающее действие поршневых колец // Двигателестроение. 1990. - №12. - С. 42-46.

14. Бурштейн Л.М., Кобяков C.B. Исследования процессов смазывания и трения поршневых колец ДВС // Двигателестроение. 1991. - №1. - С. 5257.

15. Бурштейн Л.М., Кобяков C.B. Основы расчетов смазки и трения поршневого кольца // Двигателестроение. 1985. - №3. - С. 6-9.

16. Вибрации в технике / Под ред. М.Д. Генкина. Справочник. Т.5. М.: Машиностроение, 1980.

17. Вибрационный контроль технического состояния газотурбинных газоперекачивающих агрегатов. / Ю.Н. Васильев, М.Е. Бесклетный и др. — М.: Недра, 1987.

18. Газиев И.Г. Разработка метода расчета коленчатого вала поршневого компрессора. Дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Баку: АзПИ, 1988.- 165 с.

19. Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. М.: Машиностроение, 1987. - 283 с.

20. Гинцбург Б .Я. Теория поршневого кольца. М.: Машиностроение, 1979.-270 с.

21. Гриб В.В. Решение триботехнических задач численными методами. -М.: Наука, 1982.- 112 с.

22. Гриб В.В., Жуков Р.В., Перминов М.Д., Кольцов В.И., Краснокутский А.Н., Эфрос Д.Г. Диагностические модели изменениятехнического состояния механических систем. Ч. 2 / Под общ. ред. В.В. Гриба /МАДИ (ГТУ). М., 2008. - 263 с.

23. Гриб В.В., Жуков Р.В., Петрова И.М., Буяновский И. А. Диагностические модели изменения технического состояния механических систем. Ч. 1 / Под общ. ред. В.В. Гриба / МАДИ (ГТУ). М., 2007. - 300 с.

24. Гусев В.К., Стрельченко А.Н. Единая модель представления данных в системе вибродиагностики // Газовая промышленность. Сер: Диагностика оборудования и трубопроводов. 1997. - № 2. - С. 6-13.

25. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. М.: Наука, 1967. - 368 с.

26. Диагностика автотракторных двигателей / Под ред. Ждановского Н.С. Л.: Колос, 1977. - 264 с.

27. Доценко Ю.Г. Разработка метода вибродиагностики деталей цилиндро-поршневой группы двигателя на основе кепстрального анализа: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. — М.: МАДИ. 1996. - 21 с.

28. Дуров B.C., Рахмилевич 3.3., Черняк Я.С. Эксплуатация и ремонт компрессоров и насосов: Справочное пособие. М.: Химия, 1980. - 272 с.

29. Заренбин В.Г., Касумов А.Х. Исследование режимов приработки автомобильных двигателей при капитальном ремонте. М.: Транспорт, 1983. -78 с.

30. Зарицкий С.П. Диагностика газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. М.: Недра, 1987.

31. Захаренко С.Е. и др. Поршневые компрессоры. — M.-JL: Машгиз. — 1961.-455 с.

32. Кадар Андраш. Оценка технического состояния шатунных подшипников тепловозных дизелей методами вибрационной диагностики:

33. Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. — М.: МГУ путей сообщения, 1993.- 23 с.

34. Калитненко В. Точностные расчеты при проектировании поршневых компрессоров. — М.: Машиностроение, 1965.

35. Кейз ван Каппеллен. Системы защиты и диагностики критического оборудования // XVI Международный тематический семинар «Диагностика оборудования компрессорных станций» (Одесса, сентябрь 1996г.). М.: ИРЦ Газпром. - 1996. - С. 34-46.

36. Кинематика, динамика, точность механизмов. Справочник./ Под ред. C.B. Крейнина. -М.: Машиностроение, 1984.

37. Кобринский А.Е. О кинетостатическом расчете механизмов с пассивными связями с учетом зазоров: Тр. Семинара по ТММ. Т. 5. Вып.20. -М.: АН СССР, 1948.

38. Кобринский А.Е., Кобринский A.A. Виброударные системы. Динамика и устойчивость. -М.: Наука, 1973. 591 с.

39. Коллакот P.A. Диагностирование механического оборудования. Пер. с англ. — JL: Судостроение, 1980. 296 с.

40. Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. — М.: Машиностроение, 2002. 224 с.

41. Костюков В.Н., Науменко А.П. Нормативно-методическое обеспечение мониторинга технического состояния поршневых компрессоров // Контроль. Диагностика. 2005. №11.- С. 20-23.

42. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машгиз, 1962. - 384 с.

43. Кузнецов Г.К. К вопросу о работе поршневых колец // Известия вузов. Машиностроение. 1977. - №2. - С. 77-81.

44. Кузнецов Г.К. Повышение экономичности форсированных дизелей на основе исследования и совершенствования кольцевого уплотнения поршня: Автореферат дисс. на соиск. учен. степ, д-ра техн. наук. — М., 1985. — 32 с.

45. Кузнецов Г.К. Управление толщиной масляной пленки между маслосъемным поршневым кольцом и цилиндром // Известия вузов. Машиностроение. 1979. - №6. - С. 67-71.

46. Кузнецов Г .К., Воробьев В.И. Влияние массы маслосъемного кольца на расход масла в ДВС // Двигатели внутреннего сгорания. ч. 1. - 1983. -№4-83-11.-С. 5-7.

47. Курнатов В.Д. Методика и некоторые результаты исследования источников звуковой вибрации дизелей: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Л.: Лен. Корабл. ин-т. - 1969. - 26 с.

48. Курнатов В.Д. Снижение вибраций дизелей, вызываемых ударами поршней // Тракторы и сельхозмашины. 1964. №11. С.1-2.

49. Лойцянский Л.Г., Лурье А.И. Курс теоретической механики: В 2-х т. -М.: Наука, 1983.-640 с.

50. Лопатинская Э.З. Виброакустические методы определения технического состояния поршневых холодильных компрессоров: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Одесса, 1989. - 16 с. г

51. Луканин В.Н., Алексеев И.В., Шатров М.Г. и др. Двигатели внутреннего сгорания. М.: Высшая школа, 1995. Т.2. - 319 с.

52. Луканин В.Н., Гаврилин В.В. К анализу ударных явлений в шатунном подшипнике // Изв. вузов. Машиностроение. — 1971. — №7. — С. 4145.

53. Макаров В.В. О практическом использовании вибраций агрегатов автомобиля с целью диагностирования их технического состояния // «Виброакустика автомобиля». Межвуз. сб. тр. Тольяттинского политехнического института, 1982. — С.62-66.

54. Макаров В.В., Чабан A.C., Пикулык П.Ф., Казмирук М.А. Методика измерений спектральных характеристик соударений элементов кинематических пар механизмов // Метрология. 1977. №3. С. 30-34.

55. Марчак М. Динамический мониторинг трибосопряжений: Автореф. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук. — Ростов н/Д, 1996. 36 с.

56. Машиностроение. Энциклопедия. Том 1-3. Книга 2. Динамика и прочность машин. Теория механизмов и машин. М.: Машиностроение, 1995.- 624 с.

57. Методика диагностирования технического состояния компрессоров промышленных аммиачных холодильных установок M1-95. 32 с.

58. Методы и средства технической диагностики оборудования компрессорной станции / Максименко C.B. и др. М.: ВНИИЭгазпром, 1990. -65 с.

59. Милованов В.И. Долговечность малых холодильных компрессоров.- М.: Агропромиздат, 1991. 174 с.

60. Милованов В.И., Буданов В.А., Лопатинская Э.З. Диагностика технического состояния малых холодильных компрессоров. — М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1989. 61 с.

61. Михлин В.М., Спичкин Г.В., Третьяков А.М. и др. Техническая диагностика автомобилей. Обз. инф. М.: ЦНИИТЭИ, 1970. 48 с.

62. Мохнаткин Э.М. Гидродинамическая смазка поршневых колец с различной формой рабочей поверхности // Трение и износ. 1985. - Т. 6, №5. -С. 859-865.

63. Мохнаткин Э.М. Расчетная оценка толщины масляной пленки, формируемой поршневым кольцом // Двигателестроение. 19801 - №10. - С. 16-19.

64. Мохнаткин Э.М., Усов П.П. Гидродинамическая смазка деформируемого поршневого кольца // Трение и износ. 1980. - Т. 1, №6. -С. 1000-1010.

65. Никитин А.Г., Пономарев А.Н. Влияние зазоров в сочленениях кинематических пар на динамику кривошипных кузнечно-прессовых машин // Вестник машиностроения. 1999. - №10. - С. 11-14.

66. Нормы вибрации. Оценка интенсивности вибрации газоперекачивающих агрегатов в условиях эксплуатации на компрессорныхстанциях Министерства газовой промышленности. М.: Мингазпром, 1985. — 17 с.

67. Общие технические условия на ремонт поршневых компрессоров. — М.: ГИАП, 1985.- 172 с.

68. Оценка жидкостного трения в сопряжении цилиндр-поршневое кольцо-поршень / Ю.Н. Никитин, Л.Х. Арустамов, С.П. Измайлов и др. // Двигателестроение. 1983. - №7. - С. 51 -53.

69. Павлов Б.В. Акустическая диагностика механизмов. М.: Машиностроение, 1971. - 224 с.

70. Петриченко P.M. Метод оценки гидродинамического трения в поршневой группе ДВС // Двигателестроение. 1979. - №7. - С. 24-26.

71. Петриченко P.M. Физические основы внутрицилиндровых процессов в двигателях внутреннего сгорания: Учебное пособие. Л.: ЛГУ, 1983.-244 с.

72. Петриченко P.M., Шабанов А.Ю. Гидродинамика масляного слоя под поршневыми кольцами двигателя внутреннего сгорания // Тр. АДИ (Барнаул). 1985. - №461. - С. 26-28.

73. Петриченко P.M., Шабанов А.Ю. Механизм образования смазочного слоя под комплектом поршневых колец ДВС // Двигателестроение. 1987. -№4. - С. 6-10.

74. Пикман А.Р. Снижение расхода масла на угар в двигателях тракторного типа // Тракторы, самоходные шасси и двигатели. М.: ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1975. - 32 с.

75. Пластинин П.И., Дегтярева Т.С., Светлов В.А., Сячинов A.B. Автоматизированная система измерений, накопления и обработки данных при испытаниях поршневых компрессоров // Компрессорная техника и пневматика. 1997. Вып.3-4 (16-17). - С. 8-14.

76. Попков В.И. Виброакустическая диагностика и снижение виброактивности судовых механизмов. Л.: Судостроение, 1974. - 218 с.

77. Прыгунов А.И. Вэйвлеты в вибрационной динамике машин 12 с. Помещена на сайте интернета www.vibration.ru 23.08.2003 г.

78. Пугачев А.К. Виброакустический метод диагностирования механизмов циклического действия: Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф. "Вибрация и диагностика машин и механизмов". Челябинск, 1990. - С. 6566.

79. Путинцев C.B. Развитие расчетного моделирования условий смазки и трения поршневых колец ДВС // Совершенствование тракторных конструкций: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. М., 1985. - С. 25-26.

80. Путинцев C.B. Снижение механических потерь в автотракторных двигателях внутреннего сгорания. Дисс. на соиск. учен. степ. док. техн. наук. -М., 1997.-391 с.

81. Путинцев C.B., Аникин С.А. Расчетная модель и анализ условий смазки и трения поршневого кольца быстроходного тракторного дизеля // Трение и износ. 1988. - Т. 9, №4. - С. 617-626.

82. Разумов C.B. Влияние параметров зазоров в сочленениях кроивошипно-ползунного механизма на процессы в зазорах и характеристики компрессора и холодильной машины: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Л.: ЛТИХП, 1982. - 19 с.

83. Рахмилевич 3.3. Компрессорные установки. М: Химия, 1989. - 272с.

84. Резников В.Д. Письмо в редакцию (отклик на статью Л.М. Бурштейна и C.B. Кобякова, опубликованную в журналах №11, 12, 1990 г. И №1, 1991 г.) // Двигателестроение. 1991. - №12. - С. 53-54.

85. Риккардо Г.Р. Быстроходные двигатели внутреннего сгорания: Пер. с англ. под общ. ред. М.Г. Круглова. М.: ГНТИ, 1960. - 406 с.

86. Романов А.В. Оценка на основе теста величин зазоров в механизме движения многоцилиндрового холодильного компрессора: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Л.: ЛТИХП, 1985. - 16 с.

87. Романов C.B. Влияние параметров зазоров в сочленениях кровошипно-ползунного механизма на процессы в зазорах и характеристики компрессора и холодильной машины: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Л., 1982. — 16 с.

88. Русов В.А. Спектральная вибродиагностика. Пермь. Вып. 1. 1996.

89. Савельев С.М. Движение масла в зазоре между поршневым кольцом и зеркалом цилиндра при условии гидродинамической смазки // Двигателестроение. 1984. - №3. - С. 54-57.

90. Семенов B.C. Режим смазки пары трения поршневое кольцо-цилиндровая втулка ДВС // Двигателестроение. 1991. №10-11. - с. 19-23.

91. Сергеев В.И., Юдин К.М. Исследование динамики плоских механизмов с зазорами. М.: Наука, 1974. - 111 с.

92. Середа В.Т. Динамические ошибки реального кривошипно-шатунного механизма: Тр. Ин-та машиноведения. Семинар по точности в машиностроении и приборостроении. — М.: АН СССР, 1957.

93. Середа В.Т. Опытное изучение динамики шатунно-кривошипного механизма паровоза при больших зазорах в подшипниках шатуна // Тр. Харьковского ин-та инженеров ж-д. транспорта им. С.М. Кирова. М.: Трансжелдориздат, 1956. - Вып. XXIII. - С. 66-79.

94. Соколинский Л.И., Тихвинский А.Н., Якубович М.А. Применение методов вибродиагностики перспективное направление эксплуатационного контроля нагнетательных установок: (По заруб. мат.) - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1982. - 57 с.

95. Соколинский Л.И., Якубович В.А. Вибрационное диагностирование центробежных компрессоров. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1987. - 61 с.

96. Солодовников Д.С. Вейвлеты и детерминированный хаос при анализе вибросигналов центробежно-компрессорных агрегатов: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Уфа: УГНТУ, 2000. - 20 с.

97. Соложенцев Е.Д., Ядров В.Н. Определение негерметичности поршневого уплотнения компрессора при эксплуатации // Химическое и нефтяное машиностроение. 1982. — №4. — С.41-43.

98. CT СЭВ 1367-78. Нормирование вибрации.

99. Сула A.C., Каравашкин Э.А. Информационный микроскоп Диаграф-П — новый инструмент для технической диагностики // Газовая промышленность. Сер: Диагностика оборудования и трубопроводов. 1997.- №2. С. 13-24.

100. Супонев В.В. Влияние режимов работы холодильного поршневого компрессора на параметры его состояния: Автореф. на соиск. учен. степ, канд. техн. наук. Л.: ЛТИХП, 1981. - 19 с.

101. Суслов Г.К. Теоретическая механика / Под ред. Н.Г. Бухгольца, В.К. Гольцмана. М.-Л.: Гостехиздат, 1946. - 656 с.

102. Типовая инструкция о порядке безопасного проведения ремонтных работ на предприятиях Министерства по производству минеральных удобрений СССР (ТИ-МУ-87). Утв. ГГТН СССР 15.03.87.

103. Трение и теплопередача в поршневых кольцах двигателей внутреннего сгорания: Справочное пособие / P.M. Петриченко, М.Р. Петриченко, А.Б. Канищев и др.; Под ред. P.M. Петриченко. Л.: ЛГУ, 1990.- 248 с.

104. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х кн. / Под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина. М.: Машиностроение, 1978. - Кн. 1. - 400 с.

105. Усиков И.В. Виброакустическая диагностика эволюционных процессов при трении: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. -Ростов-на-Дону: ДГТУ, 1998. 18 с.

106. Федик И.И., Лукин C.B., Резунов A.B. и др. Диагностика оборудования для газовой и нефтяной промышленности методом ИК-термографии // Газовая промышленность. Сер: Диагностика оборудования и трубопроводов. 1996. - № 4-6. — С. 60-63.

107. Фомин В.Н., Кокорев И.А. Исследование трения легкого двигателя // Тр. НАТИ. 1931. - Вып. 15. - 124 с.

108. Френкель М.И. Поршневые компрессоры. Теория, конструкция и основы проектирования. М.: Машиностроение, 1969. - 744 с.

109. Целевая комплексная программа по созданию отраслевой системы диагностического обслуживания газотранспортного оборудования компрессорных станций РАО "Газпром" до 2000 г. (ИТЦ «Оргтехдиагностика»). М.: ИРЦ Газпром, 1997.

110. Целиковская B.C. Методы и модели виброакустического диагностирования узлов и агрегатов тепловозных дизелей: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук — Самара: Самарский ин-т инженеров ж/д транспорта, 1999.-23 с.

111. Элементы системы автоматического проектирования ДВС. Алгоритмы прикладных программ: Учебное пособие / P.M. Петриченко, С.А. Батурин, Ю.Н. Исаков и др.; Под общ. ред. P.M. Петриченко. Л.: Машиностроение, 1990. - 328 с.

112. Энглиш К. Поршневые кольца: В 2-х т. М.: Машгиз, 1962.

113. Энглиш К. Поршневые кольца: Пер. с нем. под ред. В.К. Житомирского. М.: Машгиз, 1963. - Т. 2. - Эксплуатация и испытание. -362 с.

114. Якубович В.А. Вибродиагностическая модель трубопровода мощных центробежных компрессоров // Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конф.: «Методы и средства виброакустической диагностики машин». — Ивано-Франковск, 1988. С. 50-51.

115. Ястребова H.A., Кондаков А.И., Спектор Б.А. Технология промышленного ремонта компрессорных машин. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1987. - 42 с.

116. Bressler S.A, Smith I.H. Guide to trouble-free compressors // Chem. Engng. 1970. - №12. - P.161-170.

117. Eweis M. Reibung und Undichtigkeitsverluste am Kolbenringen // Forschung. Berlin: VDI, 1935. - H. 371. - S. 2-23.

118. Kruse H., Todsen U. Bisherige Forschungsarbeiten am Tribologischen System Kolben-Kolbenring-Zylinder // Tribologie+Schmierungstechnik. 1986. -№2. - S. 90-98.

119. Shin К., Tateishi Y., Furuhama S. Measurement of oil-film-thickness between piston ring and cylinder // SAE Techn. Pap. Ser. 1983. - No. 830068. -15 pp.

120. Sokolova A.G. New noise-immune incipient failure detection methods for machinery monitoring and protection systems / The Fifth International Conference on Vibration Problems ICOVP-2001, 8-10 October 2001, Moscow, Russia.

121. Technology Showcase: Integrated Monitoring, Diagnostics and Failure: Prevention, Proceedings of a Joint Conference. Mobile, Alabama, April 22-26, 1996. - P.111-118.

122. Thiele E. Ermittlung der Reibungsverluste in Verbrennungmotoren // MTZ. 1982. - №6. - S. 253-258.

123. Todsen U. Schmierung, Reibung und Verschleiss am System KolbenRing-Zylinder von Hubkolbenmaschinen. Teil 1: Theoretische Untersuchungen des Tribologischen Systems Kolben-Ring-Zylinder // Schmierungstechnik+Tribologie. 1982. - Bd. 29, №4. - S. 160-162.

124. Wakuri J., Tsude M., Yamashita M. A study of the oil loss past a series of piston rings // Bull, of the JSME. 1970. - Vol. 13, No. 33. - P. 150-162.

125. Wear Control Handbook / Eds. M.B. Peterson, W.D. Winer. New York, 1980.