Виброакустические процессы сопровождают работу любых технических устройств — от компьютеров и тепловозов до самолетов и космических кораблей. При этом даже незначительные колебания ощутимо влияют на качество и надежность работы этих устройств. Вот почему фундаментальные и прикладные исследования, направленные на создание систем виброзащиты, все более востребованы практически во всех отраслях машиностроения.
Примечательно, что основы научно-практической школы динамики и виброакустики машин были заложены в Куйбышеве, ныне Самаре, более полувека назад. Одним из результатов вузовских ученых стала разработка в кооперации с РКК “Энергия” и Институтом медико-биологических проблем РАН новой беговой дорожки для тренажера БД-2, установленного на Международной космической станции (МКС).
Оснащение БД-2 инновационной системой виброизоляции позволило устранить опасные низкочастотные колебания конструкций МКС, возникающие при эксплуатации тренажера, и повысить за счет этого ресурс работоспособности станции. С 2013 года этот тренажерный комплекс проходит летные испытания на борту МКС в режиме штатного использования. Как стало известно недавно, ученые Самарского университета разработают и изготовят систему виброизоляции для новейших тепловозов, производимых машиностроительным холдингом Группы Синара — АО “Синара-Транспортные Машины” (СТМ).
Виброизолирующие устройства будут выполнены из металлической резины (материал МР) — уникального демпфирующего материала, разработанного самарскими учеными и производимого в университетских лабораториях. Материал МР обладает полезными свойствами резины и способен, вместе с тем, противостоять агрессивным средам, высоким и низким температурам и другим неблагоприятным внешним воздействиям. Секрет заключается в особой технологии плетения и прессования спиральных металлических нитей разного диаметра.
Полученные таким способом демпферы на основе МР существенно превосходят (в частности, по надежности и ресурсу) известные в России и за рубежом аналоги, они с успехом используются в производстве отечественной космической техники. “Резиновые виброизоляторы дешевые, но непрактичные при эксплуатации в сложных климатических и температурных условиях, — рассказывает заместитель главного конструктора отраслевой научно-исследовательской лаборатории ОНИЛ-1 Самарского университета Данила Давыдов. — Под воздействием температур резина теряет свои свойства и выходит из строя. Тросовые виброизоляторы имеют низкий ресурс — нити троса быстро перетираются, кроме того, из-за крупных габаритов они не везде могут быть установлены”.
Изделия же из материала МР, благодаря цельнометаллической структуре, спокойно выдерживают температуры до 400 градусов Цельсия, а также имеют высокие ресурсные показатели, поскольку процессы разрушения в них развиваются сравнительно медленно. Еще одной интересной особенностью металлического аналога резины является то, что при разрушении прессованных нитей спирали внутри виброизолятора его демпфирующие свойства усиливаются. Гарантия качества на виброизоляторы из МР для локомотивов дается на 25 лет, а для космической техники — на 15.
Сейчас в холдинге СТМ разрабатывают линейку перспективных моделей тепловозов, оснащенных новейшими отечественными высокооборотными дизельными двигателями. В июле 2016 года машиностроители обратились к самарским ученым с предложением разработать для этих двигателей виброизолирующие устройства. Заинтересованность СТМ в инновационных системах виброизоляции связана с необходимостью минимизировать воздействие шума и вибрации на раму тепловоза и кабину машинистов. Высокооборотный дизель создает повышенную вибрационную нагрузку, которая, в частности, увеличивает утомляемость локомотивной бригады во время рейса и риск профессиональных заболеваний ее участников.
В ОНИЛ-1 Самарского университета уже завершены проектные работы и ведется подготовка производства виброизоляторов из материала МР для тепловозов: выполнены соответствующие расчеты и эксперименты, создана необходимая техническая документация. Первая партия этой инновационной продукции будет поставлена заказчику в начале 2017 года.
Юрий САХАРОВ
Нет комментариев