Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. При создании современных морских и речных судов возникла необходимость в разработке высоконадежных и долговечных конструкций компенсирующих устройств - универсальных многослойных сильфонных компенсаторов, предназначенных для установки в судовых трубопроводах, двигательных и энергетических установках.
Указанные компенсаторы предназначаются для компенсации неточностей монтажа и воспринятия тепловых расширений трубопроводов, гашения вибрации и снижения структурного шума, передаваемого по трубопроводам в водную среду.
Настоящая работа посвящена решению этой актуальной проблеме, в связи с чем представляет собой большую научную и практическую ценность и является перспективной задачей в условиях ожидаемого воссоздания морского и речного флота Российской Федерации.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧА ИССЛЕДОВАНИЙ. Целью настоящей работы является исследование и разработка универсальных конструкций сильфонных компенсаторов (СК), технологии изготовления и монтажа, предназначенных для трубопроводов и энергетических установок морских и речных судов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
-
Исследовать существующие в технике конструкции компенсаторов и разработать требования и технические характеристики, предъявляемые к универсальным С К.
-
Разработать новые типовые конструкции универсальных СК - осевой, сдвиговой, шарнирно-поворотной и разгруженной конструкций.
-
Разработать метод расчета универсального шарнирно-поворотного компенсатора и конструктивный расчет компенсатора разгруженной конструкции.
-
Исследовать существующие методы изготовления компенсаторов и разработать наиболее прогрессивный и высокопроизводительный гидравлический способ гофрирования универсальных многослойных сильфонов и С К.
-
Разработать методику и программу исследований и провести всесторонние испытания, гарантирующие надежную и долговечную эксплуатацию разработанных конструкций.
6. Внедрить результаты работы в проектирование и строительство судов.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Основу исследований составили экспериментальные исследования принципиально новых универсальных конструкций сильфон-ных компенсаторов, а также технологии их изготовления и монтажа. Проведение, с применением современных стендов и аттестованного оборудования, комплексных испытаний на прочность, жесткость, вибро и ударостойкость, виброизоляцию, долговечность и гидродинамические сопротивления.
-
На базе анализа существующих конструкций компенсаторов, уровня достижений современной науки и техники впервые сформулированы технические требования, предъявляемые к компенсаторам и доказана возможность создания принципиально новых универсальных конструкций многослойных СК для трубопроводов морских и речных судов с качественно новыми тактико-техническими характеристиками.
-
Впервые исследованы и построены графики долговечности однослойных и многослойных СК, а также получены зависимости циклической прочности СК в зависимости от применяемой контактно-шовной или аргонодуговой сварки.
-
Впервые созданы новые универсальные конструкции сильфонных компенсаторов, технологические процессы производства и монтажа.
-
Впервые разработан метод расчета универсального сильфонного компенсатора шарнирно-поворотной и разгруженной конструкции, а также уточненный расчет эффективной площади многослойного сильфона.
-
Впервые разработаны методика и программа исследований и проведены всесторонние испытания СК на прочность, жесткость, виброизоляцию, вибрационную и ударную стойкость, а также на гидродинамические сопротивления.
-
Получены и экспериментально подтверждены формулы для определения геометрических параметров обечаек и оснастки для гофрирования многослойных сильфонов.
-
Получены зависимости гидравлического давления от прочностных характеристик материала, диаметра и толщины обечаек при гидроформовании многослойных сильфонов.
-
Впервые получена формула и построены графики зависимости величины мощности пресса от диаметра сильфона при гидроформовании крупногабаритных сильфонов на обычной и полой оснастке.
-
Впервые получены коэффициенты и построены графики гидродинамических сопротивлений и виброизолирующих характеристик универсальных конструкций сильфонных компенсаторов.
-
Установлено, что разработанные конструкции универсальных сильфонных компенсаторов позволяют создавать отечественные суда с более высокими тактико-техническими характеристиками.
Научная новизна и приоритет разработанных универсальных компенсаторов подтверждены тремя авторскими свидетельствами на изобретения и восьмью опубликованными в печати статьями.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. В результате теоретических и экспериментальных исследований разработаны и внедрены на современных рыбопромысловых судах, супертанкерах и других судах и кораблях принципиально новые высоконадежные универсальные конструкции сильфонных компенсаторов и технология их изготовления, испытания и монтажа.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинаре ЛДНТП «Разработка и применение сильфонных компенсаторов в технике» (1985г., г.Ленинград), на отраслевом семинаре «Разработка, изготовление и применение сильфонных компенсаторов в судостроении» (1989г., г.Ленинград).
ПУБЛИКАЦИИ. Основное содержание работы опубликованы в восьми печатных статьях и трех изобретениях.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы.
Работа представлена на 164 страницах, содержит 60 рисунков, 6 таблиц и 1 приложение.
