автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Сопротивление шпоночно-прессовых соединений гребных валов морских судов

Р Г Б ОД .

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

г тон ш

ОДЕСЬКИЙ ІНСТИТУТ ІНЖЕНЕРІВ МОРСЬКОГО ФЛОТУ

11а правах рукопису

ШПШФОРОВ ЮРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ

УДК 621.225. 2

ОПІР УТОМЛЕНОСТІ ШПОНКОВО-ПРЕСОВИХ З' ЄДНАНЬ ГРЕБНИХ ВАЛІВ МОРСЬКИХ СУДЕН

Спеціальність 05.08.05 - Суднові енергетичні установки та їх

елементи (головні та допошжні)

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття гауісового ступеня кандидата технічних наук

Одеса 1994

Дисертація є рукопис.

Робота виконана в' Одеському інституті інженеріЕ морсы флоту.

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор, академік ТАУ, М. В. Олійник

Офіційні опоненти - доктор технічних наук, професор В. С. Семьонов;

- кандидат технічних наук, доцент В. П. Мурашко. '

Провідна організація - Одеський судноремонтний завод "УкрЕ

- Захист відбудеться " йЯ " 1994 року о _______ го;

на засіданні спеціалізованої ради К 101.04.03 Одеського інст№ інженерів морського флоту (270029, м. Одеса, вул. Мечникова, 34)

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Одесьь інституту інженерів морського флоту.

Просимо Вас взяти участь у засіданні ради або прис: підписаний та завірений відзив у двох екземплярах за визнач? адресою.

Автореферат розісланий "______"_______________ 1994 р.

Учений секретар спеціалізованої ради к. т. н. , доцент

Л. В. Княг

АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ

Шпонково-пресові з’єднання гребних пристроїв морських суден, які є відповідальними з’єднаннями, відносяться до типу конічних з'єднань з гарантованим натягом, що одержали вельми широке розповсюдження не тільки в суднобудуванні, але і в машинобудуванні в ці лому.

Руйнування, що зустрічаються, з’єднань такого типу звичаєво пов'язані з тяжкими наслідками. Тому підвищення надійності з’єднань, зокрема рівня безвідмовної роботи, є актуальним завданням.

Аналіз експлуатаційних поломок свідчить про то, що вали у з'єднаннях виходять з ладу внаслідок утомленості їх матеріалу в перерізах, близьких до торцевих площин охвачуючої деталі (маточини). Процес утомленості в даному випадку супроводжується і інтенсифікується побічним явищем, пов’язаним з мікропереміщекнями контактуючих поверхонь і зумовленою цим робочою тертя. В результаті у з’єднанні виникає фретинг-процес, який приводить до утворення мікротріщкн утомленості при напруженнях, значно менше тих, за яких виникають тріщини при Еідсута°сті Фретингу.

Із сказаного випливає, що оскільки фретинг-процес неусувний (жорсткості спряжених деталей, як правило, різні), для зменшення його шкідливого впливу необхідно при збереженні навантажувальної здатності з’єднання зменшити роботу тертя на спряжених поверхнях біля країв з’єднання. Цього можна досягти, відмовившись від традиційних уявлень про розподіл контактних тисків уздовж з’єднання, зокрема, вздовж робочої поверхні шпонки, і перейсоЕши до більш оптимальних форм їх розподілу, коли тиск біля краї в був би знижений, а в серединній частині з’єднання - підвищений. В результаті відповідного конструктивно-технологічного рішення може бути досяжним забезпечення потрібного закону розподілу контактних тисків у з’єднанні. А це визначає можливість забезпечення багатократнього підвищення довговічності валів в конічних з’єднаннях з натягом в цілому і з’єднаннях гребних пристроїз морських суден зокрема, що обіцяє значний економічний ефект.

Мета роботи полягала у створенні методики оцінки працездатності з’єднань гребних валів з гребними гвинтами морських суден, здійснюваних за допомогою гарантованого натягу на спряжених конічних поверхнях з’єднання з одночасним застосуванням шпонки або без неї.

Наукова новизна полягає у виявленні та обгрунтуванні таких положень. Неможливість уникнути фретинг-процесу на спряжених поверхнях з’єднань з гарантованим натягом типу "вал-маточина" при їх циклічному навантаженні крутячим моментом. Активність фретинг-процесу залежить від комплексу факторів: схеми

навантаження з'єднання, місця знімання крутячого моменту на тілі маточини, жорсткості деталей, які утворюють з'єднання та ін. Всі ці фактори, проявляючись в різній мірі, в кінцевому рахунку впливають на роботу тертя при локальному зсуві спряжених поверхонь, яка є основною причиною ініціювання фретинг-процесу. Варіюючи технологічними та конструктивними рішеннями при проектуванні з’єднань, можна досягти мінімальної роботи тертя, і отоя, уповільнення фретинг-процесу, що дозволить ІСТОТНО ПІДВИЩИТИ опір утомленості вала і всього з’єднання в цілому.

Практич надійність роботи полягає в досягненні суттєвого підвищення працездатності відповідальних з'єднань типу "вал-маточина", до яких відноситься з’єднання гребного гвинта і гребного вала, яке забезпечується при конструюванні або модернізації з’єднань, що вже знаходяться в експлуатації. Модернізація гребного пристрою, яка не потребує значних матеріальних витрат, дозволяє збільшити міжремонтний період судна в 1,5-2 рази за рахунок збількення напрацьовання ходових годин, яке регламентує чергове докування судна з розбиранням гребного пристрою, вийманням"гребного вала та його оглядом.

Реалізація результатів роботи.

Результати роботи впроваддені на Одеському судноремонтному заводі "Україна" при ремонті гребного пристрою т/х "Октябрьская революцій" з діаметром гребного вала 560 мм. Річний економічний ефект складав 180 тисяч карбованців за цінами 1990 року.

Апробація роботи. Основні результати роботи доповідались і одержали схвалення на обласній науково-технічній конференції "Шляхи збереження ресурсів в XII п’ятирічці”(Одеса,

1985 p.), на Y Всесоюзній науково-технічній конференції "Роль молодих конструкторів та дослідників хімічного машинобудування в реалізації цільових комплексних програм, направлених на прискорення науково-технічного прогресу в галузі" (Северодонецьк,

1986 p.); на XI республіканській науково-технічній конференції з проблем будівництва та машинобудування (Нальчик, 198? p.); на республіканській науково-технічній конференції "Перспективні напрямки створення нових конструкцій" (Нрамсаторськ, 1987 p.); не

Всесюзній науково-технічній конференції "Конструктивно-технологічні методи підвищення надійності" (Тула, 1988 р.); на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу та наукових співробітників 0І ІМФ в 1991, 1992, 1993 роках.

Публікації. Зміст дисертаційної роботи відображений в дев’яти наукових статтях, двох звітах з НДР та трьох авторських свідоцтвах.

Обсяг. Дисертація складається з чотирьох глав, з включення та додатків, містить 155 сторінок, включаючи 42 рисунка, 20 таблиць та список літератури з 81 найменування.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

В першій главі показана актуальність теми, викладені основні подолання, які виносяться на захист. Проведено огляд та аналіз особливостей роботи гребного пристрою судна, як типового представника конічних з’єднань з гарантованим натягом. Розглянуті деякі питання несучої спроможності технологічності, міцності з’єднання. Показаний вплив різних факторів на працездатність з’єднання. Розкрита роль фретинг-процесу з опорі утомленності вала в гребному пристрої судна. Сформульовані завдання дослідження:

1. Виявити основні фактори, які впливають на опір утомленості валів у з’єднаннях з натягом.

2. Визначити конструктивні та технологічні шляхи управління несучою спроможністю з’єднань.

3. Експериментально підтвердити можливість істотного підвищення довговічності з’єднань в запропонованих конструкціях у лорівнянні з традиційними і уточнити >х розрахунок.

У другій главі розглянуті найбільш перспективні шіяхи конструктивно-технологічних рішень конічних з’єднань з гарантованим натягом. Висвітлені питання вибору основних геометричних розмірів та іх співвідношень при конструюванні, зозглянуті фактори, що впливають на геометричні співвідношення у з’єднанні. Відображена роль різноконусності поверхні спряження зала і маточини, а також вплив розташування фланця на тілі .їаточшш на розподіл крутячого моменту по довжині з'єднання. Іроведений огляд основних методів збирання-розбирання конічних з’єднань з натягом, що застосовуються на даний час. Виявлені іереваги та недоліки того чи іншого засобу збирання з’єднання та

фактори, що необхідно враховувати при конструюванні.

У третій главі приведені обгрунтування та особливості проведення експериментів зі шпонково-пресовими з'єднаннями, спрямованих на підтвердження ефективності запропонованих конструктивних заходів по підвищенню опору утомленості валів у з'єднаннях. Обгрунтована необхідність моделювання з'єднань такого типу, що пов'язано з неможливістю проведення натурних досліджень з’єднань (діаметр гребного вала великотоннажного судна досягає 600 мм і більше). Показано, що застосування моделювання дозеоляє врахувати ефекти концентрації напружень і масштабний, знизити загальну похибку, яка нагромаджується в процесі експерименту. Описані моделі з’єднань для тензометричних досліджень по вивченню розподілу навантаження по довжині спряжених поверхонь під дією крутячого моменту. Приведена технологія виготовлення та збирання з’єднань. .

Тензометричні дослідження моделей з’єднань гребного пристрою переслідували три основні мети: оцінити вплив розташування фланця

на тілі маточини на розподіл крутячого моменту по довжині з’єднання; оцінити ешіив натягу у з’єднанні на величину моменту, який приходиться на шпонку; визначити вплив на розподіл крутячого моменту по довжині з’єднання застосування шпонки із змінною жорсткістю, а також використання різноконусноеті епряліених поверхонь з’єднання.

Для виконання досліджень було вибране конічне (t> 1:15) з'єднання типу "вая-маточина" з діаметром більшого конуса, рівним 55 мм, і відношенням L/D = 2. Для визначення впливу мясця знімання диск розташовувався біля більшого торця, в середній частині, та біля протилежного торця маточини.

Рис. 1

Для зведення до мінімуму похибки при проведенні експерименту всі маточини випробовували з одним і тим же валом. Для цього у вала було три напівотворя під спеціальну шпонку, розташовані під кутом 120 і оброблювані разом з кожною із маточин відповідно. Вісь отворі з співпадала з утворюючою конічної поверхні вала. Конусність отворів складала ( 1:50).

Рис. 2

На конічній поверхні шпонки фрезерували лиску для розміщення на ній десяти тензометричних датчиків,причому площина фрезерування співпадала з утворюючою конічної поверхні вала. Для одержання змінної жорсткості в ішонці фрезерували глибоку конічну вибірку з конусністю 1:8. При цьому товщина стінок шпонки складала біля торця 2 мм.

Рис. З

Процес збирання з’єднання здійснювали за допомогою гідродомкрата (скла напресовки ¥ = 140 кН). При вибрсбуванні з’єднання як суто шпонкового, його збирали під дією сили від власної маси маточини. .

Для визначення крутячого моменту, що припадає на кожний з 10 ділянок шпонки, визначали тарировану залежність між показаннями

прилада, який фіксує сигнал відповідного тензорезистора, і силою, яка прикладена до бічної поверхні даної ділянки шпонки. Для цього було виготовлено пристрій і одержані тарировочні коефіцієнти для кожної ділянки шпонки. Різниця між значеннями . напружень,

одержаними в результаті тарирування і теоретичними значеннями,

визначеними за формулою Мітчела

к іЕ (со*°''с^ ^ )

біля 18 %, що є

о - ширина ділянки, на якій діє сила Р

Рис. 4

Стенд для проведення випробувань являв собою модернізовану машину "ІУ-500", яка має механізм навантаження резонансного типу з двома відцентровими збудниками-віОраторами. Використання додаткових пристосувань дозволило проводити випробування з’ єднань типу "вал-маточина" під дією циклічного, або статичного навантаження крутячим моментом з діаметром вала до 55 мм. Максимальний крутячий момент, який можна прикласти до з'єднання досягав 3,2 кН-м, що дозволило одержати дотичні напруження на

/Ти

поверхні вала діаметром 55 мм ¿=110 Ша. Робоча частота навантаження складала приблизно 1600 циклів/хв.

який розглядав аналогічну задачу, склала допустимим.

Всі тензометричні дослідження проводили під дією статичного крутячого моменту, випробуючи з'єднання спочатку як суто шпонкове, а потім як шпонково-пресове. Рівні статичного навантаження на важіль при проведенні всіх тензометричних досліджень складали відповідно: 3000, 2500, 2000, 1500, 1250, 1000, 750, 500, 200, 100 (Н). Зусилля, за якого здійснювалось збирання з’єднання з натягом, складало 140 кН. Вимірювання і контроль одержуваних експериментальних даних здійснювали за допомогою комплексу апаратури, що включає до себе тензометричні станції "8АНЧ-7М" та "Топаз-3-02", цифровий універсальний вольтметр "В7-16А" та мілівольтметри стрілкового типу. '

За результатами експерименту були одержані масиви точок, складені таблиці та побудовані графіки (рис. 5, 6), які

відображають порівняльну картину розподілу крутячого моменту по довжині з’єднання в залежності від типу з’єднання (шпонкове, шпонково-пресове), розміщення диска на тілі маточини, податливості шпонки. -

Наступна частина експерименту містила в собі випробування на утомленість шпонкових з’єднань типу "вал-маточина" з різниш діаметрами спряженої поверхні та посадками.

I типорозмір. Діаметр спряженої поверхні з’єднання складав 25 мм. Посадка^ 25 Н7/Ь6 забезпечувала гарантований зазор у з’єднанні. Таким чином, весь крутячий момент передавався бічною поверхнею шпонки. Вал мав шпонковий паз під призматичну шпонку. Матеріал вала - сталь ЗО. Процес установлення шпонки на валу здійснювали за допомогою охолодження її в середовищі рідкого азоту ( Т -180 С). Остаточний розрахунковий натяг шпонки в пазу вала склав 7-12 мкм. Було виготовлено дві групи шпонок. Перша група - жорсткі призматичні шпонки, друга - шпонки зі змінною податливістю по довжині. Змінну податливість шпонки забезпечували за рахунок конічної виборки в її тілі з боку неробочої грані, • зверненої до вала.

II типорозмір. Конічне з’єднання з гарантованим натягом і діаметром вала в циліндричній частині 55 мм. Конструкція, ■технологія виготовлення і матеріал з’єднання - аналогічні з’єднанню, дослідженому в частині тензометричного експерименту з центральним розміщенням конструкції звичайної призматичної шпонки, виготовленої у відповідності з ГОСТ 8838-81. Таких шпонок було виготовлено також дві групи. Перша група - звичайні призматичні шпонки, друга - шпонки зі змінною податливістю.

Розяо.і'іл Кру-ГяЧОГО f-'ОІЛЗНТУ ПО ДОВЙІШІ :і’ЄЛ!іаі-ШЯ з

І _ з’птпілїііія шпонкоюв ; 2 — з’ялдпшш шпонково—прзсотз

Рї:с.5

. -II- .

Розподіл крутячого шазпту ПО ЛОТї’ІІУІІ :!’СДІ10НИЯ з податлігоою с'пош'ою '

Випробування на утомленість проводили під дією симетричного циклічного навантаження крутячим моментом у "м’якому” режимі. Момент припинення випробувань на утомленість визначали при ЗО % .збільшенні амплітуди закручування хвостовика вала від номінальної величини. Амплітуду закручування вала фіксували за допомогою спеціального пристрою, закріпленого на опорі стенда для випробувань. Контроль за виникаючими дотичними напруженнями в процесі випробувань здійснювали за допомогою осцилографа "С1-93", який одержує сигнали від тензодатчиків, наклеєних на циліндричну часті ну вала. ' •

Виліт вантажів вібраторів навантажуючого пристрою установки визначали таким чином, щоб номінальне значення амплітуди, яка розвивається, досягалось при частоті обертання вібраторів 1000 об/хв. для валів діаметром 25 мм і 1500 об/хв для валів діаметром 55 мм. Результати випробувань на утомленість подані в таблиці.

Тип з’єднання і і І І і т , МТа1 1 І 1 1 Робоча частота! навантаження, ! п, цикл/хв 1 Кількість напрацьованих циклів, N

1. Шпонкове з’єднання

(діаметр вала 25 мм) &

з жорсткою шпонкою • 120 1195 0,658 • 10

2. Шпонкове з’єднання

(діаметр вала 25 мм) £

з податливою шпонкою 120 1000 1,800 * 10

3. Шпонково-пресове

з'єднання

(діаметр вала 55 мм) £

з жорсткою шпонкою 110 1500 1,800 • 10

4. Шпонково-пресове

з’єднання

(діаметр вала 55 мм) б

з податливою шпонкою 110 . 1490 14,700* 10

Четверта глава присвячена обговоренню результатів проведених експериментальних досліджень, які дозволили виявити ряд факторів, що істотно впливають на працездатність з'єднань типу "вал-маточина". Приведена методика розрахункового визначення розподілу крутячого моменту по довхині з’єднання при крученні та показаний розрахунок конкретного натурного гребного пристрою на основі методу перерізів в різних конструктивних виконаннях.

Одержані експериментальні дані дозволяють упевнитися в тому, ідо розміщення диска на тілі маточини та наявність натягу на спряжених поверхнях істотно позначаються на розподілі крутячого моменту по довжині з'єднання. Максимальна частка моменту, що припадає на небезпечний в конструктивному відношенні переріз з'єднання істотно знижує його міцність. Саме в цьому районі знаходиться вихід шпонкового паза на Балу, а також найбільш яскраво виражені кромочні ефекти від натягу спряжених поверхонь. Крім того, тут же знаходиться зона ступінчастого переходу від напруженої поверхні з'єднання до ненапруженоі. Дія цих факторів одночасно в процесі експлуатації з’єднання спричиняє значне зниження опору утомленості вала і утворенню в небезпечній зоні утомленіснкх трішин, які спричиняють виходу з ладу з'єднання в цілому. Це більше посилюється робота з’єднання, коли на ту ж® зону приходиться і місце знімання крутячого моменту з тіла маточини (лопаті гребного гвинта, диск, фланець). При цьому нерівномірность розподілу моменту по довжині з’єднання зростає ще більше і переважну частку моменту передає приблизно 20 % довжини з’єднання в районі небезпечного перерізу (див. рис. 5, а).

Зміщення диска маточини до середини, а потім і в протилежний бік від небезпечного перерізу трохи згладжує нерівномірність розподілу крутячого моменту по довжині, лишаючи в цілому характер розподілу незмінним (див. рис. 5, б, в).

Застосування в цих конструкціях шпонки змінної жорсткості докорінно змінює розподіл крутячого моменту (див. рис. 6). При такій конструкції шпонки ії мінімальна жорсткість припадає як раз на зону небезпечного перерізу з'єднання. Шпонка в цій зоні легко деформується, дозволяючи спряжним поверхням з’єднання проковзувати один відносно одного і сприймає на себе частику моменту, що витрачається на пружну деформацію тіла шпонки. Крутячий момент, що залишився, переходить в послідуючі зони з'єднання, де вступають в роботу ділянки шпонки з більшою

зкорсткостю і т. д. Так відбувається до тих пір, поки в роботу не вступить ділянка шпонки, де немає виборки металу, яка знижує її жорсткість. На цієї ділянці і відмічається найбільший крутячий момент. Однак він істотно (на 25-30 %) нижнє максимуму у випадку застосування жорсткої шпонки. Глибинна зона з’єднання, на яку припадає максимум моменту, вільна від вплигу негативних факторів, що діють у випадку з жорсткою шпонкою. Де дозволяє припускати, що застосування шпонки змінної жорсткості в поєднанні з правильним вибором місця розташування диска на тілі маточини дозволить докорінно змінити характер розподілу крутячого моменту по довжині

з’єднання як у випадку ішонкового, так і шпонково-пресового

з’єднання. При цьому на небезпечний переріз буде припадати

мінімальний крутячий момент з плавним зростанням його до максимуму в глибині з’єднання. Вибір розміщення фланця на тілі маточини в основному залежить від схеми навантаження з’єднання.. За схемою, використаною в даному експерименті (одностороннє підведення

моменту), найкращі результати дає максимальне віддалення фланця від жорсткого защемлення вала. В той же час при використанні симетричної схеми оптимальним виявляється розміщення диска в середній частині маточини. Шпонка в з'єднаннях такого типу повинна мати двохсторонню вибірку, яка забезпечить мінімальну жорсткість біля торців та максимальну в районі диска маточини.

Проведена серія порівняльних випробувань на утомленість двох типорозмірів з'єднань тіпу "вал-маточина" з застосуванням жорстких і податливих шпонок підтвердила істотну перевагу з’єднань у випадку застосування шпонок змінної жорсткості (див. таблицю). При ідентичних геометричних параметрах та умовах випробувань з’єднання зі шпонками змінної жорсткості напрацьовували кількість циклів • на порядок більшу, ніж із звичайними жорсткими шпонками, що є суттєвим показником з точки зору їх працездатності.

У випадку передачі з’єднанням з натягом крутячого моменту розподіл навантажень та переміщень можна виявити шляхом складання балансу переміщень елементу йг, виділеного двома поперечними перерізами маточини. Однак рішення одержаних диференціальних рівнянь досить громіздке, тому на практиці можна з успіхом застосувати розрахунок, виконуваний за методом перерізов з метою визначення роботи тертя, що здійснюється в процесі локального зсуву спряжених поверхонь.

Робота тертя на напружених поверхнях з’єднання приводить до більш інтенсивного утворення фретинг-процесу, ніж на ненапружених.

цього виходить, що усунення концентрації напружнь на контактних зверхнях в граничній гоні біля торця маточини є одним з факторів ідвиїдення опор у утомленості. Слід відзначити, ¡до визначальний мив на опір утомленості Еала має інтенсивність утворення зетингу, тобто ступінь руйнування контактуючих поверхонь, і в гншій мірі площа контакту, на якій є сліди легкої форми фретингу, з не мають істотного впливу на опір утомленості. Виходячи з того, о інтенсивність роботи тертя є основним критерієм при визначенні іцності з'єднання, викликає інтерес, як її значення на кожній лементарній ділянці контактуючих поверхонь, так і їх сумарна еличина в цілому.

Роботу тертя на ділянці сіх, виділеній в зоні проковзування, ожна представити як

де СІ&і - діаметр вала на і-тій ділянці; Рс - зусилля напре-ування; - кут зсуву спрядених поверхонь (кут зсуву). Зусилля адресування залежить від матеріалу та контактного тиску на с -тій ілянці Рй=£-'Рі.і/’ • (¿¿і , Де £ - коефіцієнт тертя, Л -

штактнг.й тиск, сіь-- Діаметр вала. Контактний тиск легко визначаться за відомими залежностями Ляме.

Кут тертя з’єднання визначається як різниця кутів

вкручування вала та маточини . і обчислюється за

хзрмулою и

(Р З? 7і _ 52 (Т<Р -Тг)

де ~Тг - момент в поперечному перерізі маточини; ~Тир - крутя-шй момент, !Д0 підводиться до з’єднання.

У кінцевому підсушу, просумувавши всю здійснювану роботу ?ертя на ділянках проковзування поверхонь з’єднання, одержали

4тг 'СІХ

Порівнюючи одержані в процесі розробки різних варіантів з’єднання значення інтенсивностей і сумарної роботи тертя/¡ц, слід вибрати варіант з’єднання, у якого ці значення мінімальні.

Застосування даного розрахункового підходу при конструюванні натурного з’ єднання гребного вала з гвинтом великотонагшого судна

дозволило з кількох варіантів розподілу натягу по довжині спрядених поверхонь вибрати оптимальний, який передбачав шпонку із змінною податливістю по ' 'довжині. Вибрана конструкція була змонтована, введена в експлуатацію та оглянута через 3 тисяч годин роботи в тяжких експлуатаційних умовах. При огляді відзначено, що на спряжених поверхнях відсутні сліди фрєтинг-процесу, і з’єднання (без додаткових доробок) може експлуатуватись далі.

В додатку приведені фотографії модернізованого гребного пристрою т/х "Октябрьская резолюция" перед збиранням, Акти Регістру СРСР про впровадження та наступний огляд модернізованого гребного пристрою т/х "Октябрьская революция", а також інформація про часткову участь пошукувача в спільних наукових публікаціях.

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. Експериментальним шляхом досліджено розподіл навантаження по довжині з’єднання типу ”вал-маточииа", який є нерівномірним. Встановлено, ідо засіб підведення та знімання навантаження істотно впливає на характер його розподілу.

2. Застосування податливої шпонки, докорінно змінює картину розподілу навантаження, робить її більш сприятливою.

3. Запропоновано алгоритм розрахунку з’єднань з урахуванням нерівномірності розподілу . навантаження по довжині. Приведена інженерна методика розрахунку з’єднань типу "вал-маточина", які передають крутячий момент.

4. Розроблені нові консгрукгивні рішення з’єднань, які забезпечують розпарення діапазону їх застосування в суднобудуванні та судноремонті.

5. Експериментально проведена порівняльна оцінка навантажувальної здатності нових конструкт івних виконань з’єднань в процесі випробувань на утомленість під дією циклічного навантаження крутячим моментом.

6. Нові конструкції з’єднань легші, довговічніші та надійніші звичайних. їх довговічність вища в 2-3 рази, а матеріаломісткість менше на 3 - 10 X звичайних конструкцій.

V. Підвицена довговічність демпфуючих з’єднань пояснюється в основному трьома (факторами: усуненням кромочних явищ; зменшенняк

інтенсивності та абсолютної величини роботи тертя контактних поверхонь; збільшенням роботи пружної деформації контактуючих деталей.

8. Довговічність гребного вала та інших деталей, які входять

системи двигун-гребний гвинт, у випадку різноконусних

^атливих з’єднань підвищується в 1,5-3 рази у порівнянні із ■ічайними (жорсткими) з’єднаннями за рахунок пом’якшення

іамічних навантажень, наприклад, інерційних, пов’язаних з

ірами лопатей гвинта по випадковим перешкодам.

9. При різноконусних конструкціях з’єднань скасовується ютрібна працемістка ручна праця пригонки маточини гвинта до іусу вала із забезпеченням більш цільного прилягання спряжених зерхонь.

Враховуючи вищевикладені переваги нових конструкцій пресових шпонково-пресових з’єднань, можна їх рекомендувати до широкого зтосування, особливо у важконавантажених збірних одиницях, таких гребні пристрої великотонажних суден, залізничні полісні пари, ¡іінчасті вали потужних двигунів, штоки коезльских молотів, їлатки насосів та вентиляторів, робочі органи гірничих та іьськогосподарських машин тощо, що дасть суттєвий економічний

ЇКТ.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ОШ'БЛІ КОВАНІ В РОБОТАХ

1. A.c. N 1234064 СССР, МХИ F 16 Q 3/18. Головка для ко ль це -го сверления. Красильников A. VL , Сидорин В. М. , Вахрамеев Ю. 3. , отфоров Ю. А. и др. Опубл. 01.02.86. Бюл. Н 14

2. A.c. N 1367330 СССР, МКИ F 16 G 8/20. Шариковая передача, їсильников А. М. , Безер В. В., Коноплев А. В., Никифоров Ю. А. и др. '{бл. 15.03.87. Бюл. N 10

3. A.c. N 1373055 СССР, МКИ F 16 G 8/20. Демпфирующий подшип--с. Красильников А. М. , Сидорин В. М. , Филипович С. И., Никифоров к. и др. Опубл. 08.10.87. Бюл. N 26

4. Пути совершенствования конусно-шпоночных соединений / поильников А. М. , Никифоров Ю. А., Филипоеич С. ¡1 и др. // Детали лин: Респ. науч. техн. сб. - 1986. - Вып. 42. - С. 39 - 42

5. Никифоров Ю. А. Стенд для определения долговечности шпоноч-

х соединений // Детали машин: Респ. науч. техн. сб. - 1Q87. - Вып.

. - С. 123 - 126

6. Никифоров Ю. А. О совершенствовании шпоночно-прессовых сое-

нений // Детали машин: Респ. науч. техн. сб. - 1988. - Вып. 46. -

74 - 76

7. Никифоров ¡0. А. Оценка работоспособности прессовых соедине ний гребных винтов с учет'ом распределения передаваемого момента г длине соединения / 0ШМ5 - Одесса. - 1990. - Деп. е В/0 "Мортехш формреклама" 17.12. 90, М 1072-мф

8. Никифоров Ю. А. Экспериментальное определение распределен!

крутящего момента по длине конического соединения / 01ШМФ Одесса. - 1992. - 10 с. - Деп. в В/О "Мортехинформреклам;

28.02.92, N 1210-мф

9. Никифоров 10. А., Литвинов А. Н. Будяк А. М. Повышение наде; ности шпоночных соединений / Тезисы У1 Всесоюзной научно-техн! ческой конференции "Роль молодых конструкторов и исследовател! химического машиностроения в реализации целевых комплексных про] рамм. направленных на ускорение научно-технического прогресса отрасли". СеЕеродонецк. - 1986. - С. 124

10. Никифоров Ю. А. Повышение нагрузочной способности и наде: кости шпоночно-пресеовых соединений / Тезисы Всесоюзной нау но-техничеексй конференции "Конструктивно-технологические мето, повышения надежности и их стандартизация”. Тула. - 1988. -С. 40-

11. Пахомова К И. , Никифоров Ю. А. , Кибаков А. Г. Пути повышен надежности и долговечности тяжглонагружнных узлов деталей, раб тающих при нестационарных нагружениях / Тезисы XI Республикански научно-технической конференции по проблемам строительства и маш построения. Нальчик. - 1987. - С. 19 - 21

12. Фил'.шович С. И. , Красильников А. М. , Никифоров 10. А. Пу совершенствования прессово-шпоночных соединений в приводах / Т зисы Республиканской научно-технической конференции "Перспективн направления создания новых и совершенствования существуют' конструкций тя>елокагрукенных редукторов и прогрессивная техно»1: гия их изготовления". Краматорск. - 1987. - С. 84 - 85.