СИЛОВЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ЗАЦЕПЛЕНИЯ ПОВЫШЕННОЙ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ на базе эффектов кривизны контакта предложения ЮФУ для ГК «Созвездие» и «Уралвагонзавод» Решена. - презентация

1 СИЛОВЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ЗАЦЕПЛЕНИЯ ПОВЫШЕННОЙ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ на базе эффектов кривизны контакта предложения ЮФУ для ГК «Созвездие» и «Уралвагонзавод» Решена задача инновационного прорыва в теории и практике мирового редукторостроения Патенты: Zhuravlev G. Gear Drive (Patent Application РСТ/RU2005/ July 05, 2005) Zhuravlev G. Gear Drive (Europatent , ) Журавлев Г.А. Зубчатая передача (Евразийский патент , ) Журавлев Г.А. Зубчатое колесо смешанного или эвольвентного зацепления (Патент РФ , ) 1

2 2 Международные награды и рекомендации к освоению Получены две золотые медали: в инновационном салоне в Питтсбурге, США, 2006 г. (INPEX – Invention and New Product Exposition (June 7-10, 2006) Pittsburgh, PA, USA) и на международной выставке машиностроения (сентябрь 2006 года) «MSV» в Брно (Чехия). Для России в 2006 году на этих выставках золотые награды оказались единственными. Полюсные и внеполюсные системы зацепления награждены серебряной медалью на международной выставке «IX Московский инновационный салон инноваций и инвестиций», Москва, Решением конференции «Авиационный комплекс России: современное состояние и перспективы развития» ( , Москва) разработки по докладу Журавлева Г.А. (Журавлев Г.А. Фундаментальные эффекты прочности и прогрессивные зубчатые передачи) рекомендованы к освоению в авиастроении.

3 Выявление эффектов кривизны контакта позволило (впервые в теории и практике зубчатых зацеплений) перейти к совершенствованию силовых передач на базе физически обоснованных прочностных соображений, полученных без упрощений задач Герца. Как результат, создан ряд прогрессивных систем зацепления, позволяющих улучшить зубчатые передачи в широком спектре их показателей. Достигнутое преимущество : по несущей способности – до 2,5 раз; по усталостному ресурсу безотказной работы – до 25 раз; по вибрации и шуму - на 3-4 dBA; по габариту и массе передачи – до 2 раз; по КПД зацепления и передачи в целом; по чувствительности к технологическим отклонениям; по чувствительности к деформативности конструкции; по условиям ремонтопригодности (в том числе – реализация поэлементной взаимозаменяемости с предельно-изношенной передачей); по передаточном числу в одной ступени (более чем в 5 раз); по себестоимости изготовления (сокращение материалоемкости, возможность отказа от финишных обработок без ухудшения рабочих характеристик и пр.); 3

4 Тракторы семейства «ВТ-150». Применением зацепления IP более, чем в 1,5 раза, увеличена нагрузочная способность (по мощности двигателя и уровню крутящего момента) и достигнуто снижение себестоимости (отказ от операции шевингования зубьев) прямозубой высокодеформативной цилиндрической бортовой передачи (a W = 276,25 мм, m = 6,3 мм, = 0) гусеничных тракторов семейства «ВТ-150». Фото зубьев шестерни и колеса бортовой передачи ip трактора «ВТ-150» после полного цикла испытаний с перегрузкой Многоцелевой гусеничный трактор представитель семейства тракторов «ВТ-150» с прямозубой бортовой передачей IP. Прямозубые цилиндрические передачи IP – S повышенной нагрузочной способности и повышенной конструктивной гибкости на базе эффектов кривизны контакта 4

5 Эвольвентная передача на базе эффектов кривизны контакта для вертолетостроения. Кардинально решена проблема работоспособности (по задиростойкости) и существенно увеличен ресурс по контактной выносливости эвольвентной цилиндрической передачи со шлифованными зубьями главного редуктора ВР-28 вертолета «МИ-28» в высокодеформативном ( x рад; y рад) корпусе при a w = 607,69 мм, b W = 96 мм, m = 6 мм, = 8 o, z 1 = 18, z 2 = 181, V 0 = 11,9 м/с, цементация, закалка HRC ( ), шлифование Т 1mах = 5400 Нм, n 1 = /мин. 5

6 6

7 – угловой шаг зубьев; p – относительное смещение зубчатых венцов в составном колесе Многовенцовые колеса типа «сэндвич» со скреплением зубчатых дисков прецизионными штифтами или муфтами Курвика 7 Фото трехвенцовых составных (типа «сэндвич») зубчатых колес внеполюсной дискретной передачи «SW».

8 8 Облегченное составное зубчатое колесо типа «сэндвич» с ободом оболочечного типа. Фото одноступенчатого цилиндрического редуктора С- 82 с внеполюсной дискретной передачей «SW» (m = 2,5 мм, z 1,2 = 23/42, а w =82,0 мм). Нагрузочная способность увеличена в 2,5 раза (относительно косозубой эвольвентной передачи ). Более, чем в 1,9 раза, увеличена (без дефектов колес типа «сэндвич») нагрузочная способность редуктора SW (a w = 145 мм; m = 5 мм; z 1,2 = 29; H пов HВ320) относительно предельной (по питтингу) нагрузки эвольвентного редуктора. Зубчатые колеса типа «сэндвич» внеполюсной дискретной передачи SW без осевого компонента усилий

9 9 Угольный комбайн. Ресурс безотказной работы цилиндрической конечной прямозубой передачи привода нижнего рабочего органа (m= 11 мм, z 1 = 14, z 2 = 34, = 0, b w = 85,0 мм, M 1,2 – цементация, H 1,2 = HRC(57…61), T 2 = Нм, n 1 = /мин, смазка – маслом «ТАП-17») увеличен в 2,5 раза. Фото шестерни угольного комбайна после наработки тонн угля (наработка в 2,5 раза выше предельной наработки серийной эвольвентной передачи ). Прямозубая эвольвентная передача на базе эффектов кривизны контакта

10 Выскоскоростная (V 0 = 109,0 м/с) узковенцовая цилиндрическая зубчатая передача трансмиссии авиационного газо-турбинного мотора. При сохранении значительных резервов первого (трехзонального, полюсного) варианта смешанного зацепления IP – В (исходный контур при шлифовании зубьев IP 30–22В был построен без учета повышенной нагруженности околополюсной зоны зацепления с параметром = 0) получены преимущества: При упрощении технологии обработки зубьев (отказ от продольной модификации и от исключения переходных участков зубьев при их шлифовании) На 25% увеличена нагрузочная способность передачи по изгибной выносливости зубьев узковенцовой (b w < P x ) высокоскоростной (n 2 = /мин, V 0 = 109,0 м/с) цилиндрической передачи IP (а W = 180 мм, m = 3 мм, b W = 20 мм, z 1 = 50, z 2 = 62, = 21 o 02 22, цементация, закалка HRC 58). 10 ФОТО ПЯТЕН КОНТАКТА по трем активным участкам зубьев после длительной (N с циклов нагружения) эксплуатации.

11 11 Образец (ФОТО) многоцелевого двухступенчатого редуктора IP-S (u = 40,05) с фрезерованными зубьями. При замене одноступенчатого червячного редуктора лебедки пассажирского лифта уменьшены габарит ( мм вместо мм), удельная металлоемкость (0,03 вместо 0,16 кг / (Нм) ), объем масла в картере (4 л вместо 10,5 л), шумоизлучение (65 dBA вместо 73 dBA) и себестоимость изготовления редуктора (исключены цветные металлы, операция шлифования зубьев и т.д.), увеличены КПД зацепления (95% вместо 67%) и мощность (7,5 квт вместо 5,0 квт), исключена опасность заедания, уменьшены ограничения в быстроходности, тепловом режиме и в качестве масла.

12 Винтовая ортогональная передача смешанного зацепления IP (m = 2,5 мм, z 1,2 = 5/36, а w = 63,0 мм, T 2 = 200 Нм) без самоторможения – фото после полного цикла ресурсных испытаний в приводе стояночного тормоза «АСТ» (вариант) - фото справа 12 Винтовая ортогональная передача смешанного зацепления IP привода стояночного тормоза «АСТ» (m = 2,5 мм, z 1,2 = 1/41, а w =63,0 мм, T 2 = 200 Нм) с самоторможением (фото слева). Решение задачи о самоторможении винтовых передач на базе эффектов кривизны контакта Преимущества относительно червячного редуктора: снижение трудоемкости и себестоиости изготовления; решение проблемы заклинивания зубьев

13 Поэлементно взаимозаменяемые (с предельно изношенными эвольвентными передачами) прямозубые цилиндрические передачи IP повышенной конструктивной гибкости обеспечивают продление ресурса работы и улучшение других показателей (виброзвуковая активность, нагрузочная способность и т.д.) эвольвентных колес крупногабаритных и/или труднодемонтируемых передач. 13 Повышенная ремонтопригодность Уровень шума прямозубой цилиндрической передачи, составленной из предельно изношенного эвольвентного колеса и технологически новой шестерни IP-S (с упрощенной технологией изготовления) на 3…4 dBA меньше, чем для того же изношенного эвольвентного колеса и технологически новой эвольвентной шестерни.

14 Взаимозаменяемые вал-шестерни на базе эффекта кривизны контакта для конического редуктора (Р= 32 кВт; z 2 =82; m=4,0) привода вагонного генератора. ФОТО ЗУБЬЕВ ШЕСТЕРНИ z 1 = 21 (справа) и z 1 = 22 (слева) после длительной эксплуатации Поэлементная взаимозаменяемость усовершенствованных эвольвентных передач с традиционными эвольвентными передачами 14 Тип зацепленияТрадиционное квазиэвольвентное зацепление Усовершенстованное квазиэвольвентное зацепление z1z Сталь 1N i C r M o (DIN): N i =( )% 12ХН3А( ГОСТ)18ХГТ (ГОСТ) N i 0 17G-3 (DIN) o Flimb 950MPa800MPa Ресурс (пробег, км) 1, , , (без отказа ) Фото справа усталостный излом (фото слева) СборкаСелективнаяНеселективная

15 Предложения ЮФУ для ГК ГК «Алмаз- Антей» ( тематика закрытая, иллюстрации невозможны )

16 1.Выполнение научных исследований и разработок в интересах ОАО «Концерн ПВО «Алмаз-Антей». 2.Проведение научных исследований и разработок по созданию реконфигурируемой проблемно-ориентированной вычислительной системы 3.Реализация программ подготовки и переподготовки кадров в интересах ОАО «Концерн ПВО «Алмаз-Антей»: подготовка кадров высшей квалификации кандидатов и докторов наук по специальностям «Роботы, мехатроника и робототехнические системы» и «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей».

17

18 Предложения ЮФУ Для ГК «Морское Подводное Оружие» от НКТБ «Пьезоприбор»

19 1. НИОКР «Разработка технологии изготовления нано- и ультрадисперсных пьезоэлектрических материалов и создания на их основе высокоэффективных преобразователей для гидроакустических приборов нового поколения». 2. ОКР « Разработка и выпуск компактной аппаратуры автоматизированного контроля характеристик направленности всех приборов 1 изделия «Ясень - М» с применением телеуправляемого подводного аппарата типа «СуперГНОМпро» 3.ОКР «Разработка и изготовление аппаратуры встроенного контроля для определения работоспособности ГАП приборов 1 изделия «Лира - 01» в процессе его эксплуатации»