Совершенствование виброзащитных механизмов переменного демпфирования систем железнодорожного транспорта

Актуальность темы

Развитие железнодорожного транспорта характеризуется ростом мощностей, скоростей движения и грузоподъемности подвижного состава. Повышение эксплуатационных требований к транспортным средствам при минимизации их массогабаритных характеристик обуславливает необходимость совершенствования методов проектирования, обеспечения прогнозирования технического состояния объектов и поддержания их работоспособности в эксплуатации. С практической точки зрения наиболее сложными являются процессы транспортировки грузов ответственного назначения, к которым следует отнести высокогабаритные элементы ракетно-космической техники, взрывоопасные и токсичные продукты.

Проблема обеспечения высококачественной защиты грузов от динамических нагрузок определяет необходимость разработки специальных систем виброизоляции. Одним из направлений совершенствования виброзащитных систем (ВЗС) транспортных средств является использование упругодемпферных механизмов, способных эффективно обеспечить цели виброзащиты путем уменьшения амплитуд колебаний и перегрузок объекта. Наиболее существенное повышение свойств достигается при использовании упругодемпферных механизмов с переменными диссипативными характеристиками. Различают ВЗС с релейным (ступенчатым) управлением, в которых компенсационное воздействие происходит в результате периодического переключения параметров, и с непрерывным изменением характеристик демпфера на основании сигналов электронных средств контроля и управления. Во втором случае обеспечение рациональных режимов работы достигается в основном изменением геометрических параметров, а именно, площадей поперечных сечений дросселей, длин рычагов демпферных устройств и т. д.

Вопросам исследования и практического применения виброзащитных систем посвящены работы известных отечественных и зарубежных ученых: P.P. Аллена, А. И. Белоусова, Р. Ф. Ганиева, М. Д. Генкина, А. Г. Гимадиева, С. В. Елисеева,.

Д.С. Карнопа, К. С. Колесникова, Н. Д. Кузнецова, О. П. Мулюкина, Г. Я. Пановко, A.M. Певзнера, Д. Е. Ружичка, А. И. Станкевича, А. К. Трике, Н. В. Фролова, Ф. А. Фурмана, Д. Е. Чегодаева, Е. В. Шахматова, В. П. Шорина, Д. В. Шуберта и др.

Несмотря на обширные исследования в данной области до практического применения к настоящему времени доведены относительно простые схемы и устройства виброзащиты. В ряде случаев, вследствие недостаточной материально-технической базы и отсутствия сведений по возможностям применения упруго-демпфирующих механизмов в системах защиты транспортных средств, устанавливают известные хорошо зарекомендовавшие себя при работе в составе других объектов простые по конструкции виброизоляторы, не рассчитанные на новые условия эксплуатации. В связи с этим эффективность виброизоляции объектов резко снижается. Поэтому исследования, направленные на совершенствование конструкций, методов расчета виброзащитных механизмов с упругодемпферными элементами с переменными параметрами, являются актуальными и отвечают современным тенденциям развития транспортных средств, имеют важное значение для повышения технико-экономической эффективности процессов эксплуатации подвижного состава железных дорог и сохранности транспортируемых по ним грузов.

Работа выполнялась по договору № 9−1-00 от 20.06.00 г. «О научно-техническом и педагогическом сотрудничестве Орловского государственного технического университета (ОрелГТУ) и Самарской государственной академии путей сообщения (СамГАПС) на 2000;2005 гг.» в рамках отраслевой Программы энергосбережения на железнодорожном транспорте в 1998;2000, 2005 годах (Постановление Правительства Российской Федерации от 04.07.98 г. № 262 пр-уУказание МПС Российской Федерации от 09.10.98 г. № Б-1166у).

Цель работы заключается в повышении эффективности систем виброизоляции грузов железнодорожного транспорта на основе применения упругодемпферных механизмов с управляемыми параметрами, средств контроля и регулирования, а также разработки математических моделей процессов, программного обеспечения и методик расчета элементов виброзащитных систем.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

1. Провести комплексный анализ конструкций существующих типов виброзащитных механизмов, теоретических и экспериментальных работ в данной области, а также методов исследования и моделирования виброзащитных систем.

2. Разработать математическую модель пружиннопневматических виброзащитных механизмов с учетом переменных теплофизических свойств рабочей среды и геометрии демпферных устройств.

3. Разработать математическую модель двухплечевого рычажно-поршневого демпфера с переставляемой осью вращения в виде ортогонально расположенного относительно поршней рычага следящего плунжера с клиновым механизмом нагру-жения.

4. Разработать программное обеспечение для расчета основных параметров упругодемпферных механизмов.

5. Провести теоретические исследования по оценке влияния рабочих и геометрических параметров на работоспособность виброзащитных систем.

6. Провести экспериментальные исследования способов регулирования выходных параметров пневмодемпферной подвески переменной структуры.

7. Создать эффективные средства контроля геометрических, кинематических и динамических характеристик виброзащитных механизмов с переменными параметрами.

8. Разработать новые структурные схемы перспективных типов виброзащитных механизмов различной физической природы, провести моделирование протекающих в них переходных процессов для выработки рекомендаций по проектированию.

Научная новизна:

1. Разработана математическая модель и программа расчета безинерционных пружинно-пневматических виброзащитных механизмов с учетом переменных теплофизических свойств рабочей среды и геометрии демпферов.

2. Разработана математическая модель и проведено исследование рычажно-поршневого демпфера со следящим плунжером и клиновым механизмом изменения положения оси вращения рычага.

3. Получены закономерности работы упруго демпферных механизмов (систем виброзащиты) при кинематических и силовых возмущениях в условиях варьирования коэффициентов жесткости пружин, площади поперечного сечения дросселей, массами грузов и перемещения поршня, при которых происходит отделение груза.

Методы исследования. В основу диссертационной работы положены методы анализа виброзащитных систем с сосредоточенными параметрами, а также элементы синтеза конструкций упругодемпферных механизмов и средств контроля геометрических, кинематических и динамических характеристик. Расчет параметров колебаний грузов был проведен на основании решения систем дифференциальных уравнений движения второго порядка многошаговым экстраполяционным методом Адамса, запуск которого осуществлялся методом Эйлера. Численное решение задачи при использовании программных продуктов, разработанных автором в средах Delphi 5. Для подтверждения адекватности разработанных теоретических положений и полученных с помощью разработанного программного обеспечения результатов был проведен комплекс модельных физических экспериментов на специальной экспериментальной установке.

Достоверность результатов обеспечивается корректностью постановки задач, обоснованностью используемых теоретических зависимостей и принятых допущений, применением известных математических методовподтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными как лично автором, так и другими исследователями, а также внедрением ряда полученных результатов в промышленность.

Практическая ценность заключается в том, что разработанные математические модели и базис конструкторско-технологических и эксплуатационных принципов проектирования и доводки виброзащитных механизмов переменной структуры повышают качество их изготовления, сборки, монтажа в объектах, испытаний и срок службы в составе объекта и, в конечном счете, сокращают финансовые и временные затраты на их создание и доводку выходных параметров.

Реализация работы. Ряд результатов работы внедрен в депо Куйбышевской железной дороги, на Самарской шоколадной фабрике «Россия», учебном полигоне СамГАПС и используется в учебном процессе СамГАПС.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на: IX Всероссийской конференции по физике прочности и пластичности металлов и сплавов, г. Самара, СГТУ, 1979; международной научно-технической конференции, посвященной памяти генерального конструктора аэрокосмической техники академика Н. Д. Кузнецова," г. Самара, 2001; Всероссийской научно-технической конференции «Технический ВУЗ — наука, образование и производство в регионе», г. Тольятти, ТПИ, 2001; научно-техническом семинаре кафедры «Прикладная механика» ОреГТУ (14.03.2002 г.) — межкафедральных семинарах СамГАПС (15.05.2002 г.- 12.11.2002 г.) — VI научной конференции «Нелинейные колебания механических систем», г. Н. Новгород, 2002; научно-практической конференции «Вклад ученых вузов в научно-технический процесс на железнодорожном транспорте», г. Самара, СамГАПС, 2003.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных трудов общим объемом 7,2 пл., включая 5 статей в научных сборниках, 7 тезисов докладов, 3 авторских свидетельства СССР на изобретения и 2 научно-технических отчета.

Современные тенденции развития железнодорожного транспорта характеризуются двумя основными направлениями:

— ростом его мощностей (энерговооруженности), скоростей движения и грузоподъёмности, в том числе за счёт перехода на более эффективные источники энергии, включая криогенные (газотурбовозы, в том числе на СПГ), и всепогодные синтетические жидкости с повышенными токсическими и агрессивными свойствами, вносящими определённые сложности экологического плана;

— повышением требований к сроку службы и показателям надёжности подвижного состава при минимизации его массогабаритных характеристик (материалоемкости).

Наличие двух столь полярных направлений обуславливает компромиссный путь выполнения присущих им требований на базе совершенствования методов проектирования, обеспечения прогнозирования технического состояния объектов и поддержания их параметров надёжности в эксплуатации.

Одной из наиболее сложных и наименее разрешенных проблем обеспечения высоких характеристик надёжности является проблема обеспечения виброзащиты элементов конструкций и изделий в целом.

Развитие теории и практики создания изделий способствует повышению их надёжности, уменьшению общего количества дефектов, среди которых преобладают вибрационные дефекты [147].

Среди проблем, связанных со снижением вибрации элементов машин, оборудования в машиностроении, а также транспортных средств и перевозимых ими грузов, особое место занимает демпфирование, как главный путь повышения их вибрационной надёжности.

Основными причинами вибрационных дефектов являются: резонансные колебания, повышенные вибрационные нагрузки при малом демпфировании, снижение предела выносливости при наличии конструктивных и технологических концентраций напряжений [65, 88, 136, 149].

Из известных к настоящему времени методов демпфирования наиболее распространены методы гидродинамического и конструкционного демпфирования, последний из которых наиболее широко применим, но наименее изучен [147].

Эксплуатация виброзащитных механизмов на основе конструкционного демпфирования показала их высокую эффективность [147].

Трудами отечественных и зарубежных ученых и практиков создан мощный фундамент в науке о конструкционном демпфировании. Это открывает новые горизонты изучения неопознанных явлений и процессов в демпфировании объектов, и, прежде всего, при выборе способов, средств регулирования и контроля параметров наиболее важной составной части любого виброзащитного механизма с конструкционным демпфированием — упругодемпфирующего элемента, рассеевающего (дисси-патирующего) энергию колеблющейся массы при циклическом деформировании.

При этом «недостаток средств, в том числе должной материально-технической базы, и отсутствие полноценных сведений по возможностям и количеству того или иного средства регулирования и контроля параметров УДЭ в эксплуатации приводит к тому, что для защиты транспортных машин и сохранности, перевозимых ими грузов устанавливают известные, хорошо зарекомендовавшие себя при работе в составе других объектов демпферы, новые условия эксплуатации которых делают не эффективной работу применяемых в них средств регулирования и контроля параметров УДЭ. В результате работа объекта сопровождается повышенными вибрациями, и эксплуатационные службы проходят долгий путь доводки и борьбы с поломками.

При этом дискредитируется конструкция принятого демпфера, которая для нового объекта защиты должна быть просто заново рассчитана и настроена на рациональный режим работы регулирующих органов в соответствии с изменяющимися условиями эксплуатации.

В связи с этим, работа, направленная на пополнение недостающих знаний о средствах регулировании и контроля параметров УДЭ виброударозащитных механизмов, является актуальной, отвечающей современным тенденциям развития транспортных машин.

В работе отражаются следующие научные положения:

— ряд новых структурных схем и конструкций самонастраивающихся пневматических, жидкостных, электрических и пиротехнических виброударозащитных устройств с механизмами регулирования параметров УДЭ на базе механических и управляемых устройств различной физической природы;

— новая математическая модель двухплечевого рычажно-поршневого демпфера с переставляемой осью вращения в виде ортогонально расположенного плунжера с клиновым механизмом;

— методика выбора геометрических и электромеханических параметров электромагнитного демпфера с переставляемым движком потенциометра, определяющего несущую способность штока соленоида;

— новые результаты теоретических и экспериментальных исследований пневматических виброзащитных механизмов с регулируемыми дроссельными устройствами;

— оригинальные способы и конструкции средств и аппаратуры контроля параметров упругодемпфирующих элементов виброзащитных механизмов на стадии их.

— оригинальные способы и конструкции средств и аппаратуры контроля параметров упругодемпфирующих элементов виброзащитных механизмов на стадии их изготовления и в эксплуатации при контроле геометрических, кинематических и силовых параметров.

Работа выполнена на кафедре «Прикладная механика» Орловского государственного технического университета и в НИЛ «Динамическая прочность и виброзащита транспортных систем» Самарской государственной академии путей сообщения.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, доктору технических наук, профессору Мулюкину О. П. за ценные указания по обобщению аналитических и экспериментальных исследований, за внимание и доброжелательность к работе и доктору технических наук, профессору Савину JI.A. за консультации при разработке специальной программы в среде Delphi 5, а также ценные указания по результатам моделирования и обобщению аналитических и экспериментальных исследований, за внимание и доброжелательность к работе.

Выводы.

На базе проведенных теоретических и экспериментальных исследований созданы средства виброзащиты с эффективными устройствами регулирования и контроля их геометрических и кинематических параметров, внедрение в транспортных средствах, объектах народного хозяйства и учебных процессов ВТУЗов:

— на учебном полигоне СамГАПСа введен в действие опытный образец демпфера с жидкостной пружиной для виброзащиты токоприемника электропоезда от динамических воздействий со стороны рельсового пути и вагонной платформы с высокой эффективностью ее работы в низкочастотном диапазоне возмущающих колебаний от 0 до 60 Гц;

— внедрено в подразделениях Куйбышевской железной дороги оригинальное устройство для зарядки аккумуляторных батарей (АБ) подвижного состава, обеспечившее их увеличение ресурса АБ на 10 — 15% по сравнению с традиционными зарядными устройствами.

Данное внедрение существенно увеличило энергомощность аккумуляторных батарей железнодорожного состава и раздвинуло границы применения в нем виброзащитных механизмов с электрическими (электромагнитными и на магнитных жидкостях) регуляторами виброзащитных свойств транспортных средств и перевозимых грузов;

— в составе испытательного стенда для испытаний изделий водородного ГТД НК-88 на самолете Ту-155 применена и хорошо себя зарекомендовала разработанная конструкция оптико-волоконного бесконтактного датчика перемещения ИО агрегатов на жидком водороде, которая в настоящее время используется в других измерительных системах криогенной техники (самолет Ту-156 на СПГкриогенные установки на филиале СНТК «Двигатели НК» и ВКБ РКК «Энергия»);

— устройство с регулируемыми упругими многослойными радиальными пакетами кольцевой формы, успешно реализовано в мельнице PC-1000 для размола какао-бобов итальянской фирмы «Montenella» на Самарской шоколадной фабрике «Россия» и обеспечившие решение больших проблем социально-экологического.

154 характера по устранению интенсивного шума и вибрации, предаваемых работающей мельницей на фундамент производственного здания.

Параллельно с указанной работой был разработан и внедрен в производство, в том числена ряде машиностроительных предприятий КНР, электродуговой генератор плазмы с повышенными мощностью и КПД, обеспечивающий повышение износостойкости УДЭ в виде кольцевых гофрированных пластин за счет напыления на их рабочие поверхности твердоплавких покрытий;

— в учебных процессах СамГАПС, Орел ГТУ и БрТУ в курсе «Динамика и прочность машин и оборудования» введены разработанные методика выбора геометрических и электромеханических параметров электромагнитного демпфера и ме-тематический аппарат расчета, не имевшего аналогов двуплечего рычажно-поршневого демпфера с переставляемой осью вращения в виде ортогонально расположенного относительно поршней плунжера с клиновым механизмом нагружения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В соответствии с координационными планами федеральных и отраслевых программ МПС РФ: «Государственная программа по повышению безопасности движения поездов на железнодорожном транспорте России на период 1993 — 2000 годов» (Постановление Правительства РФ от 29.10.92 № 833), отраслевая «Программа по улучшению условий и охраны труда на железнодорожном транспорте на период 1998 — 2000 годы» (Постановление Правительства РФ от 10.11.97 № 1409- Указание МПС от 18.02.98 № 1409), отраслевая «Программа энергоснабжения на железнодорожном транспорте в 1998 — 2000, 2005 годах» (Постановление Правительства РФ от 04.07.98 № 262 пр-уУказание МПС от 09.10.98 №Б-1166у), «Комплексная программа развития контейнерных перевозок на РЖД на 1998 — 2005 годы» (Указание МПС от 14.08.98 № В-968у) и «Программа создания нового поколения грузового подвижного состава на 2000 — 2005 годы» (Постановление Коллегии МПС от 24 — 25 декабря 1999 г. № 23) автором выполнен методологически обоснованный комплекс научно-исследовательских работ, в результате которого созданы, внедрены новые способы и средства виброзащиты объектов на базе упругодемпфирующих и инерционных элементов переменной структуры.

Созданные методики расчета характеристик демпферов и виброизоляторов базируются на сочетании фундаментальных теоретических и экспериментальных исследований в совокупности с принципами конструирования, технологией изготовления и обеспечения высоких эксплуатационных характеристик жизненного цикла. Для проведения экспериментальных исследований созданы установка по физическому моделированию пневмодемпферной подвески с переменными упругодемпфирующих и инерционной характеристиками и комплект бесконтактной оптиковолоконной датчиковой аппаратуры контроля переменной ИО обеспечивающих автоматизированный процесс обработки результатов эксперимента с использованием ПЭВМ.

Базируясь на созданной самарскими учеными (А.И. Белоусов, Д. Е. Чегодаев, Ф. М. Шакиров и др.) методологии исследования виброзащитных систем с релаксационными демпфированием, их классификации и найденных общих свойств:

— углублены и дополнены теоретические основы моделирования пневматических виброзащитных механизмов с упругодемпфирующими и инерционными элементами переменной структуры;

— создан ряд новых демпфирующих и виброизолирующих устройств для раз-ичных условий транспортировки объектов, отличающихся от известных высокой адежностью, стабильностью и оптимальностью режимов работы.

Практическая реализация научных разработок автора, ряд из которых выполни на уровне изобретений или защищен авторскими правами как продукт интел-ектуальной собственности, характеризуется созданными высокоэффективными редствами виброзащиты, эксплуатирующими в различных отраслях народного хо-яйства (см. раздел 5). Разработанные средства виброзащиты способствуют повы-1ению экологичности изделий и внедрению ресурсосберегающих технологий.

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1. Выявлено, что широкий класс пружинных, пневматических виброзащит-ых механизмов относится к системам релаксационного демпфирования (модели ельвина, Зенера и Максвелла), имеющие общую (инвариантную) точку пересече-ия предельных резонансных кривых.

Наличие хорошо разработанного математического аппарата для СРД сущест-енно упрощает определение обладателей применения устройств такого класса и оп-имизацию их демпфирующих характеристик с использованием особенностей АЧХ.

2. Охарактеризованы особенности выбора параметров демпфирующих уст-ойств пружинно-пневматических виброзащитных механизмов для ДУ с постоянной переменной площадями дросселирующего сечения демпферной камеры из условия езударного срабатывания ИО механизмов или с заданной конечной скоростью, а менно:

— определен вид зависимости скорости подвижной массы механизма от ее по-ожения (Х = const) при вариации параметров ДУ (жесткость пружины и подвижная асса механизма);

— оценен интервал варьирования скорости переменная ИО (ускорение ИО и авление газа в камере ДУ из условия прочности конструкции) при постоянном ровне внешней силы (Р'~ const).

Представленные результаты позволяют не только рассчитывать динамические арактеристики виброзащитных механизмов с ДУ, но и оценивать прочность их лементов. Это дает возможность проектировать облегченные агрегаты с наперед аданными функциональными свойствами;

— определен целесообразный закон изменения площади проходного сечения росселирующего элемента ДУ как при постоянных давлении в демпферной камере ¦ * скорости поршня демпфера (Рд = const, X = const), так и при постоянном ускоре-:ии ИО (х* = Х0″ = const) с определением потребного безразмерного давления в камее демпфера;

— показано, что неоптимальное сочетание параметров ДУ обуславливает в конце хода подвижной массы удар поршня демпфера в цилиндре, либо противоход ИО, способный спровоцировать колебательное движение объекта защиты;

— подтверждено, что варьирование плотностью среды (применение различных газовых сред) незначительно влияет на качество переходных процессов в ДУ, изменяя лишь начальное (потребное) значение площади проходного сечения дрессели-рующего элемента ДУ.

3. Оценена реакция колебательной системы с упругодиссипативной подвеской в виде элемента Максвелла на кинематическое и силовое нагружения с выявлением следующих особенностей ее динамики при осцилляциях:

— при малых величинах демпфирования (? <0,3) система по своим свойствам приближается к неупругой и со снижением значения параметра? это проявляется все ярче. Увеличение демпфирования приводит к росту колебательности системы и при? > 2 она по своим свойствам стремится к консервативной. При промежуточных величинах демпфирования (0,3 <? < 2) свойства системы представляют собой симбиоз свойств неупругой и консервативной колебательных систем;

— высокочастотные свойства системы инвариантны к уровню демпфирования и идентичны свойствам консервативной: 0 (со) = 40 дБ/дек (12 дБ/окт) для абсолютного коэффициента передачи и коэффициента динамического усиления по силам и б (оо)= 20aA/aae (6aA/ie6)для коэффициента динамического усиления по скорости;

— низкочастотные свойства существенно зависят от демпфирования в системе, причем с его уменьшением показатель темпа затухания низкочастотных колебаний существенно ухудшается. Так, 6>(о) для относительного коэффициента динамического усиления по ускорению снижается с 40 до 20 дБ/декдля коэффициента динамического усиления по скорости при 0,5 <£<ооэтот показатель уменьшается с 20 до 0, дБ/дек, а при 0.

В связи с вышесказанным для агрегатов и узлов с подвеской, модель которой может быть сведена к элементу Максвелла, при выборе величины демпфирования в подвеске определяющим обстоятельством является обеспечение компромисса между качеством низкочастотной виброизоляции и резонансным значением модуля соответствующей частотной передаточной функции.

4. Впервые разработаны конструкция и математическая модель рычажного пневмодемпфера с ортогональным расположением поршней чувствительного и исполнительного органов, позволяющие:

— на стадии проектирования путем варьирования конструктивными характеристиками демпфера при заданных возмущениях избежать резонансных режимов движения;

— оценить вклад нелинейностей и конструктивных характеристик в результирующее движение объекта защиты, а также проводить сравнение демпфера с другим, отличающимся по конструкции.

5.Экспериментально установлено: а) Варьирование по четырем независимым переменным (площадь проходного сечения дросселя пневмодемпферажесткость параллельно присоединенных к поршню пневмодемпфера пружинмасса грузов, приводящих в движение поршеньперемещение поршня, при котором происходит отделение дополнительного груза от движущегося поршня) показало:

— при отсутствии ограничений на быстродействие ИО эффективно демпфирование с помощью специальных дросселирующих элементов, снижающее энергию соударения ИО с корпусом в конце хода более чем в 20 раз (от 11,2 до 0,48 Дж);

— в условиях высокоэффективного демпфирования варьирование массы даже до 50% от начального значения незначительно влияет на скорость ИО, т. е. при определенных условиях дросселирования рабочей среды из демпферной камеры влияние массы на скорость ИО может быть сведены к минимуму;

— при отсутствии демпфирования влияние массы на конечную скорость ИО резко возрастает, обеспечивая пропорциональное изменение скорости движущейся массы;

— влияние жесткости пружинных звеньев на быстродействие и конечную скорость ИО качественно аналогично влиянию изменения массыб) Полярность воздействия и неоднородность динамических сил в демпферной подвеске на быстродействие ИО, с одной стороны, и на энергию элементов подвижной системы, с другой, определяют компромиссный выбор рациональных величин быстродействия, массы и скорости ИО под имеющийся набор эффективных приемов управления их значениями с целенаправленным изменением параметров переходного процесса на рабочем ходе ИО.

5. Предложено в традиционных методах расчета эффективности виброизоляции крепления объектов защиты по детерминированным значениям инерционно-жесткостных параметров учитывать случайные отклонения значений указанных параметров, то есть их средних значений в пределах допусков на изготовление с привлечением методов математической статистики, при этом:

— оценена эффективность виброизоляции на базе приближенного (линеаризо-анного) метода моментных характеристик с набором коэффициентов виброизоля—ии многокаскадного блока, а его податливостей — в виде функции инерционно-сесткостных и частотных характеристик;

— охарактеризованы коэффициенты при дисперсиях параметров крепления, пределяющих коэффициенты чувствительности и уровень их влияния на диспер-ию эффективности виброизоляции при заданном математическом ожидании.

6. Систематизированы, уточнены и дополнены конструкторско-технологические принципы обеспечивания качества изготовления, сборки и монтажа виброзащитных механизмов в объекты по следующим направлениям:

— совершенствование технической подготовки производства на базе единых КПП и ТПП для изготовления изделий различного функционального назначения, проклассифицированных предварительно по общим конструкторско-технологическим признакам в группы технологически однородных объектов производства с разработкой для них типовых и групповых ТП изготовления, сборки, монтажа и контроля с объективной оценкой ТКИ, в том числе изделий, создаваемых вновь;

— совершенствования технологического процесса сборки и монтажа на базе разукрупнения схемы сборочных элементов и модульного принципа конструирования сложных изделий на основе классификации ТП, оценки их точности, устойчивости и стабильности, выявления причин неудовлетворительной механизации и автоматизации ТП сложных изделий и разработке путей их преодоления;

— обеспечения производства процессами технического контроля на основе предложенной методики оценки технологического обеспечения надежности сложных изделий на стадии производства по технологическим и экономическим показателям оценки их эффективности.

7. Предложены новые структурные решения регулирующих механизмов пневматических, жидкостных, электрических и пиротехнических виброзащитных устройств в эксплуатации: а) механического (ручного) управления:

— закоординированное штифтом от проворота резьбовое соединение в виде гайки и двух резьбовых элементов с левой и правой резьбами;

— регулировочно-стопорящие элементы поворотного типа с жестким закреплением в них окончаний спирального упругофрикционного элемента;

— биметаллический корректор подстройки жесткости (усилия) металлической пружины при термоциклировании конструкции в заданном (определяемом условиями эксплуатации) температурном диапазоне с линейным и коаксиальным расположением относительно подстроенной пружины.

Предложена эмпирическая зависимость для сопоставления усилий металлической пружины и биметаллического корректора для граничных значений заданного температурного диапазона термоциклирования конструкции на базе среднестатистического коэффициента учета изменения жесткости металлической пружины на границах указанного температурного диапазона. б) с автоматическим управлением (адаптирующиеся, самонастраивающиеся устройства);

— пневматические (с наддуваемым эластичным кордовым пневморезервуаром, регулирующим радиальный зазор между двумя сопряженными наборами конических гофрированных пластинс регулятором жесткости виброустройства в виде переставляемой оси вращения двухплечевого рычажно-шарнирного механизма, противодействующего перемещению колеблющегося объекта защитыс механизмом регулирования жесткости виброзащитного устройства на базе перепускного клапана);

— жидкостные (лопастные демпфирующие устройства, демпферы на магнитных жидкостях);

— электрические (с соленоидной катушкой, внутренний шток которой нагружен усилием упругого элемента и введен в зацепление с движком реостата, определяющим величину тока, потребляемого соленоидной катушкой);

— пиротехнические (энергопоглощающий бампер транспортного средства многоразового действия).

8. Разработаны оригинальные способы, структурные схемы и конструкции аппаратуры контроля параметров упругодемпфирующих элементов виброзащитных механизмов на стадии их изготовления и в эксплуатации: а) при контроле геометрических параметров УДЭ (ультразвуковой зонд для контроля качества сварных соединений в труднодоступных местах конструкцийультразвуковое устройство для контроля размеров, в том числе движущихся объектов и контроля геометрии электрических кабелей связиэлектромагнитный преобразователь с переменным шагом для возбуждения и приема ультразвуковых волн в.

162 металлических изделиях, электромагнитно-акустический преобразователь для контроля погрешности формы цилиндрических изделийспособ и ультразвуковое устройство измерения поверхностных напряжений в динамически нагруженных изделияхультразвуковой термометр на базе электронной схемы автогенератора с частотным входом и ультразвуковое устройство для измерения температурных напряжений в рельсах-) — б) при контроле кинематических параметров УДЭ (устройство для контроля перемещения объекта в агрессивной среде и ультразвуковое устройство для измерения малых перемещений с термокомпенсациейтоковихревой датчик измерения скорости или числа оборотов движущегося объекта на базе встречных магнитных потоков и двух равнозначных компенсационных катушек с центральной плоской катушкой между нимиустройство измерения линейных и вибрационных ускорений на базе блока аналоговых ключей с компенсаторами, задействоваными в электрическую цепь измерительного моста в виде индуктивного датчика и резисторного делителяустройство для контроля перегрузок, возникающих при перевозке на железнодорожном транспорте, на базе трансформаторных датчиков ускорений ДУ — 5).