РАЗДЕЛ 2
МЕТОДОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ
ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
2.1. Обоснование системного анализа применительно к решению диссертационной
задачи
Одним из основных узлов, определяющим надежность дизеля в целом, являются
подшипники коленчатого вала [49]. Подшипники раньше других деталей КШМ
воспринимают нагрузки от изменения давления газов в цилиндре. Особенности
работы судовых дизелей и обслуживающих их систем накладывают свой отпечаток на
условия работы подшипников.
Отрицательные последствия фреттинг-коррозии в подшипниках СДВС состоят в
изнашивании поверхностей вкладыша и постели, что приводит к ослаблению посадки
вкладышей и увеличивает вероятность их проворачивания, в необходимости
проведения при ремонте расточки постелей, что приводит к уменьшению их
жесткости и уменьшению степени сжатия, в увеличении номенклатуры вкладышей
подшипников за счет использования при ремонте вкладышей с утолщенным основанием
[30].
Отказы наиболее ответственных элементов СДВС, особенно в сложной навигационной
обстановке и тяжелых метеорологических условиях, создают аварийные ситуации и
могут привести к авариям с тяжелыми последствиями и большим убыткам [39].
Особенно опасны внезапные отказы, которые возникают в результате случайных
воздействий внешних неблагоприятных факторов, влияние нагрузок, превосходящих
возможности объекта, а также в результате ошибочных действий обслуживающего
персонала. Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением одного или
нескольких параметров элемента СЭУ, при этом вероятность его возникновения не
зависит от продолжительности предыдущей работы [80,99]. Примерами внезапных
отказов могут служить: поломка гребного винта при работе во льдах, задир поршня
или втулки двигателя вследствие прекращения подачи смазочного масла,
повреждение вкладышей подшипников коленчатого вала. Несвоевременное обнаружение
повреждений подшипников может привести к задиру шеек и поломке коленчатого
вала, обрыву рамовых шпилек и шатунных болтов, заклиниванию и разрыву поршня и
другим тяжелым последствиям [1,6].
Недостаточный уровень эксплуатационной надежности вызывает дополнительные
затраты на устранение последствий отказов, составляющие сотни тысяч долларов,
увеличивает трудоемкость технического обслуживания и ремонта, продлевает вывод
судов из эксплуатации на ремонт и снижает эффективность их работы. Поэтому
актуальность темы не вызывает сомнения.
Необходимость обеспечения безотказной работы подшипников коленчатого вала и
повышение их эксплуатационной надежности требует решения важной для судовой
энергетики научной задачи – управление процессами диссипации энергии в
подшипниках коленчатых валов СДВС [102] и, в частности, определение причин
возникновения фреттинг-коррозии на внешней стороне вкладыша.
В настоящей работе основное внимание уделено совершенствованию технической
эксплуатации подшипников с тонкостенными вкладышами коленчатых валов судовых
дизельных установок. На рис. 2.1 представлена технологическая карта
диссертационного исследования, позволяющая передать общую характеристику
работы.
Основной рабочей гипотезой является вероятность существования взаимосвязи между
процессами рассеивания энергии на рабочей и внешней поверхности вкладыша
подшипника скольжения СДВС.
Целью исследования является повышение эксплуатационной надежности и
экономической эффективности СДВС путем минимизации фреттинг-коррозии на внешней
стороне вкладышей подшипников коленчатого вала.
Для достижения поставленной цели требуется выполнить ряд следующих задач:
Анализ процесса диссипации энергии в КШМ СДВС при преобразовании энергии
топлива в механическую энергию.
Методология исследования процессов деформирования и деструкции элементов
подшипников СДВС с тонкостенными вкладышами в процессе их эксплуатации.
Физическое моделирование взаимодействия процессов трения на внешней и рабочей
поверхностях вкладышей в подшипниках СДВС и их математическое описание.
Экспериментальные исследования процессов деформирования и деструкции элементов
подшипников.
Организация эксплуатации подшипников с тонкостенными вкладышами с минимальными
затратами.
По каждой из вышеуказанных соответственно задач предполагается получить
следующие научные результаты:
Обоснование необходимости проведения исследовательских работ по
совершенствованию эксплуатации подшипников скольжения с тонкостенными
вкладышами.
Методология и методика исследования процесса фреттинг-коррозии на внешней
стороне вкладыша. Сформулирована научная гипотеза.
Выбор оптимальных методик для исследования триботехнических процессов.
Экспериментальная проверка правильности расчетов математической модели.
На основании вышеперечисленных научных результатов по предложенным задачам
предполагается получить обобщенный научный результат по диссертационной
работе.
2.2. Системный подход в исследованиях совершенствования технической
эксплуатации подшипников с тонкостенными вкладышами судовых дизельных
установок
Анализ технического совершенства и особенностей работы подшипников с
тонкостенными вкладышами СДВС показал, что решение поставленных задач по
исследованию возникновения процесса фреттинг-коррозии на обратной стороне
вкладышей во время их эксплуатации осуществимо только в функциональной связи
ДВС и СЭУ в целом. Постановка и решение проблемы фреттинг-коррозии в
подшипниках скольжения дизелей предполагает системный подход с применением
оптимизационных методов с учетом всех эксплуатационных факторов, влияющих на
работу двигателя [68,85].
Внутренние связи СДВС обеспечивают взаимодействие отдельных его элементов.
- Київ+380960830922