Беспружинная пневмогидроарматура с уплотнительными затворами различной физической природы (25.04.2011)

Автор: Лаврусь Ольга Евгеньевна

Лаврусь Ольга Евгеньевна

Беспружинная пневмогидроарматура

с уплотнительными затворами

различной физической природы

01.02.06 – Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Орёл – 2011

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Самарский государственный университет путей сообщения» и ФГОУ ВПО «Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс»

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация: доктор технических наук, профессор

Мулюкин Олег Петрович

доктор технических наук, профессор

Самсонов Владимир Николаевич

доктор технических наук, профессор,

Баранов Виктор Леопольдович

доктор технических наук, профессор,

Яцун Сергей Федорович

Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс», г. Самара

Защита состоится 28 июня 2011 г. в 14 00 часов в ауд. 212 на заседании диссертационного совета Д 212.182.03 при ФГОУ ВПО «Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс» по адресу: 302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГОУ ВПО «Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс».

Автореферат разослан «______» _______________ 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета М.И. Борзенков

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Беспружинная автоматическая и управляемая пневмогидроарматура (ПГА) занимает должную нишу в клапанном агрегатостроении и широко применяется в различных отраслях отечественной промышленности, и прежде всего, в пневмогидросистемах управления и регулирования давления и расхода рабочих сред:

– наземных (стационарных) газогидротопливных комплексах заправки мобильной транспортной техники и индивидуальных потребителей сырьевых энергоресурсов;

– с переменными теплофизическими свойствами газожидкостных сред в стационарных установках и оборудовании по производству высокомолекулярных соединений (пропилен, фенолформальдегидные смолы, поликарбонат и пр.) в химической, нефтяной и газовых отраслях промышленности;

– установок теплоснабжения бытового потребителя, тепловых, гидравлических и атомных электростанций в качестве защитных и предохранительно-регулирующих устройств резервуаров с избыточным давлением рабочих сред, испытывающих существенные перепады внешних климатических и механических воздействий;

– сырьевого горнодобывающего и агропромышленного комплексов с регулируемыми параметрами рабочих сред, используемых в различных технологических процессах (гидравлическое дробление горных пород; компрессорное вентилирование газовзрывоопасных производственных участков; пневмогидроавтоматика механизмов предупреждения и устранения свoдообразований в бункерах хранения и выпуска сыпучих материалов и др.).

В последние годы при участии автора создан новый тип беспружинной ПГА, в которой вместо грузового задатчика нагрузки используется рычажный дифференциально-поршневой механизм. Это предопределило использование данного типа ПГА не только в стационарных объектах, но и в пневмогидросистемах мобильной транспортной техники, в робототехнических комплексах и технологическом оборудовании с незакоординированным положением центров масс подвижных звеньев ПГА относительно плоскости Земли.

Из оценки патентной службы СамГУПС, выполненной при участии автора, следует, что за последние десять лет резко (почти на 70 %) сократилось патентование конструкций беспружинных клапанных агрегатов автоматики и управления, включая рычажно-грузовую арматуру, хотя, как известно, до технического совершенства их конструкций, приемлемых экономичности и динамического качества еще далеко, тем не менее, данная арматура прочно занимает свою нишу в клапанном агрегатостроении, так как при всех очевидных достоинствах пружинной запорной ПГА ей присущ и ряд серьезных недостатков:

а) срабатывание металлической пружины на рабочем ходе уплотнительного затвора сопряжено с накоплением ею нежелательной энергии сжатия, противодействующей перекладке последнего при открытии арматуры;

б) жесткость металлических пружин существенно уменьшается или увеличивается, соответственно при росте или уменьшении температуры омывающей ее рабочей среды, что изменяет настроечные силовые характеристики пружины;

в) использование вместо пружины ее аналогов – металлических мембран или сильфонов – также сопряжено с рядом негативных последствий:

– ресурс работы таких металлических упругих элементов, как правило, на порядок-два ниже, чем у эластомерных деталей;

– крепление и центрирование металлических упругих элементов в корпусе сопряжено с усложнением конструкции устройства, увеличением его габаритов и массы, а также увеличением трудоемкости изготовления из-за потребности проведения комплекса мер по герметизации стыков оболочечного элемента с корпусом;

– значительные колебания (разброс) жесткостных характеристик мембран и сильфонов (даже одной партии изготовления) требует индивидуальной тарировки включающего такой элемент чувствительного органа с обеспечением необходимого резерва на его поджатие, что помимо увеличения допуска на величину его выходного параметра ухудшает массогабаритную характеристику конструкции.

Анализ причин, сдерживающих развитие работ по повышению технического уровня и динамического качества беспружинной ПГА с разнотипными уплотнительными затворами, показал:


загрузка...