Центробежные насосы являются самым обширным классом динамических гидромашин, применяемых повсеместно. Среди этих машин выделяются так называемые герметичные насосы, которые обладают целым рядом особенностей расчета и конструкционного исполнения. Достаточно сложную задачу представляет собой расчет внутренних трактов герметичного насоса, служащих для охлаждения и смазывания его узлов. Данная статья посвящена этому расчету, а именно исследованию течения в пазухах. В ходе процесса проектирования герметичного насоса, при моделировании течения во вспомогательных трактах был обнаружен так называемый эффект запирания между торцом ротора и боковой крышкой. Связан этот эффект с образованием макровихря в пазухе, следствием чего явилось значительное падение давления на входе в отверстие вала. Такое падение давления приводит к уменьшению расхода жидкости через вспомогательные тракты, что может вызвать перегрев и выход из строя двигателя и подшипниковых узлов. Ввиду большой ширины рассматриваемой пазухи, теоретическое описание течения в ней затруднено, поэтому численное моделирование является наиболее точным способом определения степени влияния макровихря на процесс течения. В тексте статьи приведена используемая в ходе компьютерного моделирования математическая модель. Показаны изображения проточной части вспомогательных трактов и расчетной сетки. Также указаны модели построения сетки, граничные условия, необходимые для гидродинамического расчета. Далее приведены возможные способы устранения эффекта запирания, к которым относятся: установка дополнительного рабочего колеса, полное изменение конфигурации проточной части внутренних трактов, а также добавление статорных лопаток на боковую крышку. Последний вариант был выбран, как наиболее оптимальный с точки зрения трудоемкости и технологичности. Далее для сравнения характера течения с лопатками и без приведены поля распределения давления, вектора скорости и величины турбулентной кинетической энергии. Все полученные результаты, включая экспериментальные, представлены в сводной таблице с указанием погрешностей.

Современные конструкторские решения в двигателестроении направлены на увеличение многих технико-экономических показателей, а также на увеличение технологичности. При производстве V-образных шестицилиндровых двигателей угол развала часто принимают равным 90, что технологически выгодно при производстве двигателей V8. Однако такое решение приводит к неуравновешенности двигателя и ухудшению массогабаритных и вибрационных показателей двигателя. Решение к которому все чаще прибегают как западные так и отечественный разработчики силовых установок – коленчатый вал со смещенными шатунными шейками. Однако внедрение такого вала влечет за собой ряд сложностей, а главное – требует особых методов расчета.

Прямых аналитических методов расчета данного типа валов не существует. В статье приводится разработанная методика оценки выносливости с помощью программного комплекса «KVAL», разработанного на кафедре «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Данный программный комплекс не позволяет напрямую исследовать коленчатый вал данного типа, однако в совокупности с другими расчетами позволить провести оценку выносливости.

Суть методики заключается в двухэтапности расчета. Исходный коленчатый вал представляется сначала как вал с рядом сидящими щатунами и исследуется его выносливость в галтелях перехода шатунной шейки в щеку, а также в местах выхода двух маслоподводящих отверстий. Второй этап предполагает что вал с прицепным шатуном и с помощью однотипных расчетов проводится исследование галтели перехода шатунной шейки в промежуточную щеку путем представления ее как масляного отверстия.

На каждом из этапов проводится уточнение теоретических коэффициентов концентрации напряжений путем численного моделирования в программном комплексе «ANSYS», что и делает расчет более строгим.

Результаты, полученные в ходе работы, являются очень наглядными и показательными, а также позволяют выдвинуть ряд гипотез для дальнейшего исследования.

Методика предложенная в статье позволяет исследовать на выносливость коленчатые валы со смещенными шейками, а также неполноопорные коленчатые валы оппозитных двигателей.

К элементам оптических систем различного назначения относятся оптические элементы со структурированными поверхностями – линейные и круговые линзы Френеля. Целью проведенных исследований является анализ конструктивных параметров и технологическая отработка режимов и условий, обеспечивающих изготовление круговых линз Френеля с заданными техническими требованиями.

Предметом исследования является круговая линза Френеля толщиной 2 мм и диаметром 76,7 мм с обработанным профилем, состоящим из 126 концентрических колец с шагом по впадинам, равным 0,3 мм. Глубина профиля колец варьируется от 2,1 мкм до 337,4 мкм, при этом угол наклона профиля изменяется в пределах от 0,406° до 48,361^о. Материалом линзы является полиметилметакрилат (ПММА) -жесткий аморфный полимер, обладающий высокой прозрачностью, атмосферостойкостью, хорошими физико-механическими и электроизоляционными свойствами.

В статье приведены результаты технологических исследований по алмазной лезвийной обработке круговой линзы Френеля. Обоснована необходимость использования сверхточного станка для обработки линзы и приведены его основные технические характеристики.

Проанализированы конструктивные особенности и рекомендованы алмазные монокристаллические резцы отечественного производства и зарубежной фирмы для предварительной и финишной обработки структурированных поверхностей, в том числе линзы Френеля.

Предложена технология лезвийной алмазной обработки линз, приведены режимы и условия алмазного точения, исключающие образование заусенцев.

Результаты метрологического контроля подтвердили предъявляемые требования по точности профиля и шероховатости обработанных поверхностей.

 Разработанная технология была реализована в ОАО ”ВНИИИНСТРУМЕНТ” на сверхточном станке со специализированным числовым программным управлением и рекомендована для использования при обработке структурированных поверхностей из оргстекла различных типоразмеров и назначения.