Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ПРОЕКТНОЙ ОЦЕНКИ РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ МАШИН

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-1-30-35

Полный текст:

Аннотация

Предложен теоретический метод прогнозирования ресурса деталей металлургических машин по критериям прочности и износостойкости материалов без использования экспериментальных данных. В его основу положена методика постановки и решения краевых задач физической теории надежности элементов механических систем. Общая постановка задачи для описания процесса формирования отказа исследуемого элемента представляет систему базовых уравнений теории параметрической надежности технических объектов и кинетическое уравнение его деградации (старения, повреждаемости) в процессе будущей эксплуатации. Для выбранного параметра состояния исследуемого объекта в качестве базовых уравнений теории надежности формулируются: уравнение его эволюции, уравнение перехода в предельное состояние и уравнение для расчета проектного ресурса. Вид уравнения деградации определяется заданными условия нагружения изделия и предполагаемым критерием его разрушения. Для деталей машин, статические или циклические условия внешнего нагружения которых предполагают их вероятный отказ по критериям объемного разрушения, в качестве уравнения деградации использовано основополагающее уравнение термодинамической теории прочности В.В. Федорова. На его основе предложена универсальная зависимость для расчета средней скорости повреждаемости структуры материала наиболее нагруженных объемов исследуемого элемента в стационарных условиях нагружения. Определен коэффициент, учитывающий сопротивление структуры материала по принципу Ле-Шателье в процессе всего периода нагружения вплоть до разрушения. Для деталей машин, работающих в условиях граничного трения, в качестве уравнения их деградации использована базовая зависимость энергмеханической концепции изнашивания трибосопряжений. Она выведена на основе совместного решения уравнений структурно-энергетической и молекулярно-механической теорий трения и поз воляет оценить скорость изнашивания трибоэлементов в стационарных условиях фрикционного взаимодействия без проведения экспери ментальных исследований. Предложенный метод аналитической оценки проектного ресурса деталей машин, как метод постановки и решения краевых задач физической теории надежности по критериям прочности и износостойкости материалов, использован на практике для повышения долговечности ряда металлургических агрегатов.

Об авторах

А. В. Анцупов (мл.)
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова
Россия

к.т.н., доцент кафедры проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования,

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38



А. В. Анцупов
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова
Россия

д.т.н., профессор, зав. кафедрой технологии машиностроения,

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38



В. П. Анцупов
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова
Россия

д.т.н., профессор кафедры проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования,

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38



Список литературы

1. Проников А.С. Параметрическая надежность машин. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 560 с.

2. Надежность в машиностроении: Справочник. / Под общ. ред. В.В. Шашкина, Г.П. Карзова. – СПб.: Политехника, 1992. – 719 с.

3. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. – М.: Машиностроение, 1984. – 312 с.

4. Анцупов А.В. (мл.), Анцупов А.В., Анцупов В.П. Теория и прак тика обеспечения надежности деталей машин по критериям кинетической прочности и износостойкости материалов. – Магнитогорск: Изд-во МГТУ им. Г.И. Носова, 2015. – 308 с.

5. Анцупов А.В., Анцупов А.В. (мл.), Губин А.С. и др. Прогнозирование показателей надежности трибосопряжений: Материалы 68-й Межрегион. науч.-технич. конф. «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования». – Магнитогорск: МГТУ, 2010. Т. 1. С. 262 – 264.

6. Надежность машиностроительной продукции: практическое руководство по нормированию, подтверждению и обеспечению. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 328 с.

7. Решетов Д.Н., Иванов А.С., Фадеев В.З. Надежность машин: Учеб. пособие. – М.: Высшая школа, 1988. – 235 с.

8. Федоров В.В. Кинетика повреждаемости и разрушения твердых тел. – Ташкент: Изд-во «Фан» УзССР, 1985. – 165 с.

9. Федоров В.В. Основы эргодинамики и синергетики деформируемых тел. Ч. III. Основы эргодинамики деформируемых тел / Под ред. С.В. Федорова. – Калининград: Изд-во КГТУ, 2014. – 222 с.

10. Анцупов В.П., Анцупов А.В., Анцупов А.В. (мл.) и др. Структурно-энергетический подход к оценке фрикционной надежности материалов и деталей машин: Материалы 66-й науч.-техн. конф. – Магнитогорск: МГТУ, 2008. Т. 1. С. 258 – 262.

11. Крагельский И.В. Добычин М.Н., Комбалов В.С. Основы расчетов на трение и износ. – М.: Машиностроение, 1977. – 526 с.

12. Крагельский И.В., Фляйшер Г., Комбалов В.С., Тум Г. Расчет трения, износа и долговечности с позиций молекулярно-механической, усталостной и энергетической теорий // Проблемы автоматизации машиностроения. 1986. № 12. С.13 – 24.

13. Федоров С.В. Основы трибоэргодинамики и физико-химические предпосылки теории совместимости. – Калининград: КГТУ, 2003. – 409 с.

14. Протасов Б.В. Энергетические соотношения в трибосопряжении и прогнозирование его долговечности. – Саратов: Саратовский университет, 1979. – 152 с.

15. Трение, износ и смазка (трибология и триботехника) / А.В. Чичинадзе, Э.М. Берлингер, Э.Д. Браун и др. / Под общ. ред. А.В. Чичинадзе. – М.: Машиностроение, 2003. – 576 с.


Для цитирования:


Анцупов (мл.) А.В., Анцупов А.В., Анцупов В.П. АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ПРОЕКТНОЙ ОЦЕНКИ РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ МАШИН. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(1):30-35. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-1-30-35

For citation:


Antsupov (Jr.) A.V., Antsupov A.V., Antsupov V.P. ANALYTICAL METHOD FOR PROJECT RESOURCE ESTIMATION OF METALLURGICAL MACHINERY PARTS. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(1):30-35. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-1-30-35

Просмотров: 221


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)