Проблемні питання працездатності та міцності елементів роторних систем нагнітачів повітря високофорсованих танкових двигунів

Abstract

У роботі поставлена та розв'язана задача про аналіз міцності, жорсткості та критичних швидкостей обертання роторних частин нагнітачів танкових двигунів. Для цього розроблено підходи, які використовують параметричний опис досліджуваного об'єкту. Цей параметричний опис інтегрується у геометричні, математичні та чисельні моделі досліджуваних процесів і станів. У ході розв'язання цих задач визначаються параметричні залежності характеристик жорсткості, міцності та критичних швидкостей обертання від варійованих параметрів. Варіювалися маса крильчатки нагнітача повітря та жорсткості підшипникових опор вала. Установлені залежності контрольованих величин від варійованих параметрів. Здійснені розробки, дослідження та їхні результати підтверджують можливість постановки та розв'язання задач обґрунтування прогресивних технічних рішень при удосконаленні нагнітачів повітря танкових двигунів. Важливою обставиною розробленого підходу є те, що для аналізу процесів і станів різної природи розроблені єдині параметричні моделі. Ці моделі, з іншого боку, можуть бути переналаштовані на інші об'єкти. Зокрема, здійснено варіювання параметрів роторної частини нагнітача повітря танкового двигуна. Варіювалися маса робочого колеса та жорсткість підшипникових опор. У ході досліджень установлені залежності характеристик напружено-деформованого стану від варійованих параметрів. Також установлені залежності критичних швидкостей обертання ротора від варійованих параметрів. Розроблені параметричні моделі є основою для чисельних досліджень напружено-деформованого стану та критичних швидкостей обертання елементів роторних частин нагнітачів повітря. The paper sets and solves the problem of analyzing the strength, stiffness and critical speeds of rotation of the rotor parts of tank engine superchargers. For this purpose, approaches have been developed that use a parametric description of researched object. This parametric description is integrated into geometric, mathematical and numerical models of researched processes and states. In the course of solving these problems, parametric dependences of the characteristics of stiffness, strength and critical speeds of rotation on the varied parameters are determined. The mass of the air supercharger impeller and the stiffness of the shaft bearing supports were varied. The dependences of the controlled quantities on the varied parameters have been established. The developments, research and their results confirm the possibility of setting and solving problems of substantiating progressive technical solutions in improving tank engine air superchargers. An important circumstance of the developed approach is that single parametric models have been developed for the analysis of processes and states of different nature. These models, on the other hand, can be reconfigured for other objects. In particular, the parameters of the rotor part of the tank engine air supercharger were varied. The mass of the impeller and the stiffness of the bearing supports were varied. During the research, the dependences of the characteristics of the stress-strain state on the varied parameters were established. The dependences of the critical rotor rotation speeds on the varied parameters have also been established. The developed parametric models are the basis for numerical studies of the stress-strain state and critical rotation speeds of the elements of the rotor parts of air blowers.