РАЗДЕЛ 2
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Общая методика исследований
Для достижения поставленной цели и задач исследования необходимо реализовать комплексный подход, представляющий собой общую методику исследований, которая для диссертации технического направления состоит в следующем [61]:
1. Анализ состояния вопроса, доказательство необходимости разработки ШНРП, определение технического уровня современной техники, относительно способов и конструкций ШНРП.
2. Разработка рабочей гипотезы, определения объекта и предмета исследования, формулирования цели и задач исследования.
3. Проведение поисковых экспериментальных исследований.
4. Теоретические исследования состоят: в разработке математической модели ШНРП; исследование математическими методами взаимосвязи между параметрами ЗЗ и функциональными параметрами ШНРП; в разработке методики и исследовании геометрической модели ЗЗ ШНРП; в разработке научно обоснованной методики оценки технического уровня и оптимизации ЗЗ ШНРП с целью получения максимально возможных на данном этапе развития функциональных параметров ШНРП.
5. Воплощение результатов теоретических исследований и оптимизации параметров ЗЗ в конструкцию ШНРП.
6. Выбор существующих и разработка новых методик исследования функциональных параметров ШНРП.
7. Экспериментальная проверка полученных положений и выводов, теоретических исследований математической модели ШНРП, экспериментальное исследование работоспособности ШНРП.
8. Сравнение результатов экспериментальных исследований с теоретическими предположениями.
9. Разработка практических рекомендаций по проектированию и внедрению в производство ШНРП, технико-экономическая оценка проекта.
10. Маркетинговые исследования рынка объемных регулируемых насосов.
2.2. Программа теоретических и экспериментальных исследований
2.2.1. Программа теоретических исследований
Цель теоретических исследований состоит в осмыслении и обобщении результатов поисковых экспериментальных исследований ШНРП, в создании математической модели ШНРП.
Исходными данными, на которых основаны теоретические исследования, являются теория эвольвентного ЗЗ НШ [62], теория механизмов и машин [63], теория шестеренного насоса, механика жидкости и газа, гидравлика [2, 4, 12, 13, 14, 16, 17, 19], принципиальная схема регулирования ШНРП.
Объектом исследования является эвольвентное зубчатое зацепление ШНРП.
Предметом исследования является математическая модель ШНРП.
Основные задачи теоретического исследования состоят в:
1. Разработке и исследовании математической модели, которая включает в себя взаимосвязи между геометрическими параметрами эвольвентного ЗЗ ШНРП с его функциональными характеристиками, что дает возможность установить закономерности поведения этих параметров в процессе регулирования ШНРП.
2. Разработке системы критериев оценки технического уровня и качества регулирования ШНРП.
3 Исследовании геометрических параметров эвольвентного ЗЗ ШНРП геометрическим моделированием.
4. Разработке и исследовании зависимости подачи ШНРП от изменения МР, а также между скоростью изменения подачи и скоростью управляющего воздействия.
5. Оптимизации параметров ЗЗ ШНРП с целью получения максимальных функциональных характеристик насоса.
6. Разработке рекомендаций по проектированию и расчету ШНРП.
2.2.2. Программа экспериментальных исследований
Цель экспериментальных исследований состоит в проверке основных теоретических положений и выводов на практике. Исходными данными для разработки программы исследований служат технический уровень техники в вопросах регулирования подачи НШ, основные технические характеристики НШ, общая методика исследования, цель и задачи исследования, рабочая гипотеза, объект и предмет исследования, а также результаты теоретических исследований.
Объектом исследования является ШНРП, разработанный по результатам теоретических поисковых экспериментальных исследований.
Предметом исследования являются основные технические характеристики ШНРП, а именно: давление развиваемое насосом, подача, РОН, КП, механический и общий КПД, ПР, диапазон регулирования (ДР), зависимость подачи от МР, нагрузочная характеристика и технический ресурс ШНРП.
Исходя из задач экспериментальных исследований, методика проведения работы предусматривает получить ряд показателей, которые характеризуют рабочий процесс ШНРП, а также параметры его функционирования, к которым относятся:
1. Экспериментальное исследование основных технических характеристик ШНРП по ГСТУ 3-25-180-97 и ДСТУ 2192-93 [19, 68], которые предусматривают определение: развиваемого ШНРП давления, подачи, КП, механического и общего КПД, а также параметров, характеризующих регуляторные возможности ШНРП.
2. Экспериментальное определение площади зуба и МЗВ шестерен ШНРП.
3. Экспериментальное определение ПР и ДР.
4. Экспериментальное определение КИОКУ и КТУ ШНРП.
5. Экспериментальное определение зависимости подачи от МР и нагрузочной характеристик ШНРП.
6. Экспериментальное определение крутящего момента на регулирующем элементе ШНРП.
7. Проведение ускоренных ресурсных стендовых испытаний ШНРП. Определение износов деталей экспериментальных ШНРП, прошедших ускоренные ресурсные стендовые испытания. Расчет среднего и гамма-процентного ресурса ШНРП.
7. Эксплуатационные испытания.
2.2.3. Перечень частных методик экспериментальных исследований
Для выполнения вышеупомянутой программы экспериментальных исследований в работе были подобраны существующие и разработанные следующие частные методики исследований.
1. Методика определения основных технических характеристик ШНРП, которая включает в себя такие частные методики определения:
1.1. Номинального давления, развиваемого экспериментальным ШНРП.
1.2. Максимального давления, развиваемого экспериментальным ШНРП.