3_2022_s_1

Название статьи МЕТОДИКА ОЦЕНКИ МОДАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЛАНЕТАРНЫХ РЕДУКТОРОВ МОТОР-КОЛЕС КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛОВ ПРИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ВИБРОДИАГНОСТИКЕ
Авторы

Н.Н. ИШИН, д-р техн. наук, доц., начальник НТЦ «Карьерная техника», Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А.М. ГОМАН, канд. техн. наук, доц., начальник отдела динамического анализа и вибродиагностики машин, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А.С. СКОРОХОДОВ, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник отдела динамического анализа и вибродиагностики машин, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В.В. ШПОРТЬКО, научный сотрудник отдела динамического анализа и вибродиагностики машин, Объединенный институт машиностроения НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Г.Я. ПАНОВКО, д-р. техн. наук, проф., главный научный сотрудник, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, г. Москва, Российская Федерация, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С.А. ШИШКО, заместитель главного конструктора, ОАО «БЕЛАЗ» — управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ», г. Жодино, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

П.Г. КАРПОВИЧ, начальник конструкторского бюро, ОАО «БЕЛАЗ» — управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ», г. Жодино, Республика Беларусь, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
В рубрике МЕХАНИКА МОБИЛЬНЫХ МАШИН
Год 2022
Номер журнала 3(60)
Страницы 24–34
Тип статьи Научная статья
Индекс УДК 621.833.65:534
Идентификатор DOI https://doi.org/10.46864/1995-0470-2022-3-60-24-34
Аннотация Диагностика технического состояния планетарных редукторов мотор-колес электромеханических силовых установок карьерных самосвалов требует исследования динамических процессов, вызываемых ударными импульсами в зубчатых зацеплениях при пересопряжении зубьев. Уровни возникающих вибраций определяются собственными частотами и формами колебаний редуктора. В статье изложена методика расчета, базирующаяся на исследовании разработанной динамической модели двухрядного планетарного редуктора мотор-колеса, описывающей крутильные колебания его элементов и отличающейся от известных учетом сложного движения сателлитов планетарного ряда, оси которых совершают вращение вместе с водилом. Расчет собственных частот и форм колебаний сводится к вычислению собственных значений и векторов матрицы специального вида на основе применения итерационного численного метода вращений Якоби. В качестве примера приведен расчет для зубчатых колес редуктора мотор-колеса карьерных самосвалов БЕЛАЗ серий 7530 и 7531 грузоподъемностью 220 и 240 тонн соответственно. Выполненный расчет собственных частот редуктора позволяет определить те гармонические составляющие возбуждающих вибрации возмущений в виде ударных импульсов, которые вызывают в механизме резонансные явления, способствующие значительному повышению уровней динамических нагрузок и ускоряющие процессы расходования ресурса зубчатых передач. Кроме того, анализ параметров собственных форм дает возможность установить элементы редуктора с наибольшей виброактивностью и отслеживать в процессе вибромониторинга техническое состояние зубчатых передач, лимитирующих надежность механизма.
Ключевые слова карьерный самосвал, редуктор мотор-колеса, планетарная зубчатая передача, динамическая модель, собственные частоты и формы колебаний, диагностика технического состояния
  Полный текст статьи Вам доступен
Список цитируемой литературы
  1. Keuthen, M. REXS — standardized gear unit model / M. Keuthen // Proc. International Conference on Gears 2019, Garching/Munich, 18–20 September 2019. — 2019. — Pp. 701–712. — DOI: https://doi.org/10.51202/9783181023556-701.
  2. Development of digital twins for gears and transmissions based on lifetime mechanics and composites mechanics / V.B. Algin [et al.] // Актуальные вопросы машиноведения: сб. науч. тр. / Объедин. ин-т машиностроения НАН Беларуси; редкол.: С.Н. Поддубко [и др.]. — Минск, 2019. — Вып. 8. — С. 172–184.
  3. Гриб, В.В. Диагностические модели изменения технического состояния механических систем: в 2 ч. / В.В. Гриб [и др.]; под общ. ред. Б.В. Гриба. — М.: МАДИ (ГТУ), 2007–2008. — Ч. 2: Вибродиагностика. Модальный анализ. Конечно-элементные технологии оценки технического состояния механических систем. — 2008. — 262 с.
  4. Костюков, В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: учеб. пособие / В.Н. Костюков, А.П. Науменко. — Омск: ОмГТУ, 2011. — 360 с.
  5. Айрапетов, Э.Л. Анализ вынужденных параметрических колебаний косозубой передачи на АВМ / Э.Л. Айрапетов [и др.] // Динамические процессы в механизмах с зубчатыми передачами: сб. науч. ст. / Гос. науч.-исслед. ин-т машиноведения: отв. ред. М.Д. Генкин, Э.Л. Айрапетов. — М., 1976. — С. 111–125.
  6. Вибрации в технике: справ.: в 6 т. / ред. совет: В.Н. Челомей (пред.) [и др.]. — М.: Машиностроение, 1978–1981. — Т. 3: Колебания машин, конструкций и их элементов / Э.Л. Айрапетов [и др.]; под ред. Ф.М. Диментберга, К.С. Колесникова. — 1980. — 544 c.
  7. Берестнев, О.В. Аналитические методы механики в динамике приводов / О.В. Берестнев, А.М. Гоман, Н.Н. Ишин. — Минск: Навука i тэхнiка, 1992. — 237 с.
  8. Динамические процессы в механизмах с зубчатыми передачами: сб. науч. ст. / Гос. науч.-исслед. ин-т машиноведения: под ред. М.Д. Генкина, Э.Л. Айрапетова. — М.: Наука, 1976. — 154 с.
  9. Колебания механизмов с зубчатыми передачами: сб. науч. ст. / Гос. науч.-исслед. ин-т машиноведения им. акад. А.А. Благонравова: под ред. М.Д. Генкина, Э.Л. Айрапетова. — М.: Наука, 1977. — 149 с.
  10. Parker, R.G. Non-linear dynamic response of a spur gear pair: modelling and experimental comparisons / R.G. Parker, S.M. Vijayakar, T. Imajo // Journal of Sound and Vibration. — 2000. — Vol. 237, iss. 3. — Pр. 435–455. — DOI: https://doi.org/10.1006/jsvi.2000.3067.
  11. Kahraman, A. A deformable body dynamic analysis of planetary gears with thin rims / A. Kahraman, A.A. Kharazi, M. Umrani // Journal of Sound and Vibration. — 2003. — Vol. 262, iss. 3. — Pp. 752–768. — DOI: https://doi.org/10.1016/S0022-460X(03)00122-6.
  12. Kahraman, А. A methodology to predict surface wear of planetary gears under dynamic conditions / А. Kahraman, Н. Ding // Mechanics Based Design of Structures and Machines. — 2010. — Vol. 38, iss. 4. — Pp. 493–515. — DOI: https://doi.org/10.1080/15397734.2010.501312.
  13. Калинин, Д.В. Нелинейные колебания в планетарных редукторах с податливыми опорами центральных колес [Электронный ресурс] / Д.В. Калинин // Наука и образование. — 2016. — № 10. — С. 69–84. — Режим доступа: http://engineering-science.ru/doc/848171.html. — Дата доступа: 14.09.2021.
  14. Калинин, Д.В. Динамическая модель планетарного редуктора турбореактивных двухконтурных двигателей / Д.В. Калинин, Ю.М. Темис // Известия высших учебных заведений.
    Машиностроение. — 2017. — № 3(684). — С. 66–75. — DOI: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2017-3-66-75.
  15. Моделирование динамических процессов в планетарных редукторах мотор-колес карьерного самосвала при трогании и разгоне / В.В. Михайлов [и др.] // Наука и техника. — 2012. — № 4. — С. 64–68.
  16. Костюков, В.Н. Обобщенная диагностическая модель виброакустического сигнала объектов периодического действия / В.Н. Костюков // Омский науч. вестн. — 1999. — Вып. 6. — С. 37–41.
  17. Ognjanović, M. Gear vibrations in supercritical mesh-frequency range caused by teeth impacts / M. Ognjanović, A. Fathi // Strojniški vestnik. — 2010. — Vol. 56, iss. 10. — Pp. 653–662.
  18. Yang, J. Random vibration analysis of planetary gear trains / J. Yang, P. Yang // Journal of Vibration and Acoustics. — 2013. — Vol. 135(2). — 7 p. — DOI: https://doi.org/10.1115/1.4023053.
  19. Вибрационные процессы при работе коробок передач тракторов / А.В. Мачнев [и др.] // Нива Поволжья. — 2014. — № 4(33). — С. 91–94.
  20. Ишин, Н.Н. Динамика и вибромониторинг зубчатых передач / Н.Н. Ишин. — Минск: Беларус. навука, 2013. — 432 с.
  21. Куцубина, Н.В. Теория виброзащиты и акустической динамики машин: учеб. пособие / Н.В. Куцубина, А.А. Санников. — Екатеринбург: УГЛТУ, 2014. — 167 с.
  22. Soami, P. Modeling vibration and noise in a gearbox [Electronic resource] / P. Soami. — Mode of access: https://www.comsol.ru/model/download/903281/models.aco.gearbox_vibration_noise.pdf. — Date of access: 17.09.2021.
  23. Павлов, Б.В. Акустическая диагностика механизмов / Б.В. Павлов. — М.: Машиностроение, 1971. — 223 с.
  24. Оценка периодичности ударных импульсов вибрационного сигнала / Д.А. Кечик [и др.] // Информационные радиосистемы и радиотехнологии 2020: мат. Республ. науч.-практ. конф., Минск, 28–29 окт. 2020 г. / Белорус. гос. ун-т информатики и радиоэлектроники; редкол.: В.А. Богуш [и др.]. — Минск, 2020. — С. 229–233.
  25. Лойцянский, Л.Г. Курс теоретической механики: учеб. пособие: в 2 т. / Л.Г. Лойцянский, А.И. Лурье. — 7-е изд. — М.: Дрофа, 2006. — Т. 2: Динамика. — 719 с.
  26. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет геометрии: ГОСТ 16532-70. — Введ. 01.01.1972. — М.: Изд-во стандартов, 1983. — 43 с.
  27. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность: ГОСТ 21354-87 (СТ СЭВ 5744-86). — Введ. 01.01.89. — М.: Изд-во стандартов, 1988. — 129 с.
  28. Расчет зубчатых передач на прочность: рук-во Р.007-2004. — Введ. 07.02.05. — М.: Российский Речной Регистр, 2004. — 90 с.
  29. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия: учеб. пособие / А.И. Гришкевич [и др.]; под ред. А.И. Гришкевича. — Минск: Выш. шк., 1985. — 240 с.
  30. Детали машин: учеб. для вузов / Л.А. Андриенко [и др.]; под ред. О.А. Ряховского. — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. — 544 с.
  31. Вибрации в технике: справ.: в 6 т. / ред. совет: В.Н. Челомей (пред.) [и др.]. — М.: Машиностроение, 1978–1981. — Т. 1: Колебания линейных систем / И.И. Артоболевский [и др.]; под ред. В.В. Болотина. — 1978. — 352 с.
  32. Альгин, В.Б. Динамика трансмиссии автомобиля и трактора / В.Б. Альгин, В.Я. Павловский, С.Н. Поддубко; под ред. И.С. Цитовича. — Минск: Наука и техника, 1986. — 213 с.
  33. Методика расчета частот и форм собственных колебаний механических систем произвольной структуры со множеством возможных состояний / В.Б. Альгин [и др.] // Механика машин, механизмов и материалов. — 2018. — № 4(45). — С. 36–43.
  34. Вержбицкий, В.М. Вычислительная линейная алгебра: учеб. пособие / В.М. Вержбицкий. — М.: Высш. шк., 2009. — 350 с.