Разработка методов и средств снижения вибрации и шума гидравлических приборов систем управления техническими средствами

1   2   3

В заключении приводятся основные результаты и выводы:

1. Обоснован метод экспериментального определения местонахождения источников акустического возбуждения трубопроводных систем, основанный на том, что фаза ускорения для всех типов волн, распространяющихся как по структуре, так и по рабочей среде трубопроводов, имеет тенденцию уменьшаться по мере удаления от источника этих колебаний. Место расположения источника должно характеризоваться максимальной величиной фазы колебаний.
   
2. Предложен метод снижения уровня собственных помех стенда за счёт целенаправленного применения известных и новых, применительно к установкам для проверки ВАХ ЭГП, средств виброгашения. Определён частотный диапазон применимости различных средств виброгашения и получены аналитические выражения для расчёта их эффективности, позволяющие определить конструктивные оптимальные параметры.
   
3. Предложен метод гашения гидравлических пульсаций рабочей среды, передаваемых от источников на измерительный участок, путём применения гибких развязок оригинальной конструкции и разработана методика их расчёта.
   
4. Разработаны рекомендации по схемно-конструктивному построению комплексно-автоматизированных стендов с низким уровнем собственных помех. Предложена структура системы программного управления заданием и поддержанием параметров рабочей среды, что позволяет обеспечить минимальный уровень вибрации, передаваемый от регулирующих органов на измерительный участок установки. Разработана математическая модель автоматизированной установки, проведены динамические исследования, показавшие высокую эффективность предложенной структуры СУ и выполнена её техническая реализация.
   
5. Впервые экспериментально определены коэффициенты местного гидравлического сопротивления, коэффициенты кавитации и коэффициенты расхода в переходной области чисел Рейнольдса для РО корабельных и судовых СУ, работающих именно в этой области. Выполнена аппроксимация экспериментально определенных основных параметров РО и получены математические выражения, использование которых позволяет выполнить сравнительный анализ результатов с их количественной оценкой на стадии проектирования.
   
6. Предложен оригинальный вибрационный метод определения коэффициентов кавитации, позволяющий по характеру изменения уровней вибрации на одной из частот ( например f=10кГц) в функции перепада давлений на исследуемом РО при постоянной величине противодавления, т.е. по характеру зависимости L_в=f(Δp), обеспечить возможность нахождения фактических кавитационных параметров с минимальными погрешностями.
   
7. Впервые разработан акустический метод расчета гидроприборов, исходя из принципа малошумности, который позволяет выбрать безкавитационный режим работы ГП, произвести расчёты параметров его проточной части и ожидаемый уровень ВАХ, и определить условия, гарантирующие соответствие уровней вибрации заданным требованиям.
   
8. Рассмотрены физические особенности виброактивности распределительной золотниковой пары, являющейся основным элементом приборов СУД. Показано, что основной причиной появления дискретных составляющих спектра вибрации являются автоколебания конструкции, возникающие при истечении струи из дросселирующей щели. Установлено, что направление истечения в дросселирующей щели вносит большой вклад в возбуждение дискретной составляющей вибрации.
   
9. Сформулированы основные принципы конструктивного исполнения ГП СУ ПЭУ и СУД, предложен ряд конструкций малошумных РО и инженерные методики их расчетов. Результаты испытаний этих РО показали, что их виброактивность существенно ниже, чем у используемых ранее аналогов.
   

Основные практические результаты работы:

1. Впервые, с учётом разработанных и внедрённых средств виброгашения, создана уникальная специализированная установка, обеспечивающая возможность проведения гидравлических и виброакустичеких испытаний приборов гидроавтоматики на соответствие современным и перспективным требованиям по ВАХ;
   

1. Достигнуто снижение максимального уровня виброактивности ГП СУ ТС с 60 до 30 дБ за счёт исключения кавитации проточной части приборов, минимизации влияния турбулентности и уменьшения интенсивности волновых процессов на нестационарных режимах работы.
   

Малошумные приборы, спроектированные с использованием разработанных автором методов, поставляются на все строящиеся корабли, суда и объекты общепромышленного назначения.


ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ


1. Берестовицкий Э. Г., Обуховский С. А. Проблемы создания современного специализированного стенда для виброакустических испытаний приборов и СУ // Судостроение. 2006. №4, с. 42 – 46 (автор – 75%).

2. Берестовицкий Э. Г., Обуховский С. А. Малошумность как критерий качества проектирования ГП //Судостроение. 2007. №2, с. 34 – 37 (автор – 75%).

3. Берестовицкий Э. Г., Гладилин Ю. А., Лебедев С. В. Снижение виб-роактивности приборов СУ движением кораблей и судов // Судостроение. 2007. № 5, с. 43 – 46 (автор – 75%).

4. Берестовицкий Э.Г., Обуховский С.А. Снижение шума и вибрации СУ транспортными средствами // Известия РАН. Сер. «Машиностроение и экология». Том. 2. 2007, с. 28 – 33 (автор – 66%).

5. Берестовицкий Э. Г., Лебедев С. В., Ромашов Н. Н. Результаты экспериментальных испытаний ЭГП СУД АПЛ 4-го поколения // Морской вестник. 2007. № 1, с. 49 – 54 (автор – 66%).

6. Берестовицкий Э. Г., Сарафанов И. А. Вибрационный метод определения критериев кавитации // Судостроение. 2008 . № 4, с. 32 – 36 (автор – 60%).

7. Берестовицкий Э. Г., Голованов В. И., Волкова Н. В. Применение спирально-тросовых виброизоляторов для морских объектов // Судостроение. 2008. № 5, с. 42 – 44 (автор – 66%).

8. Берестовицкий Э. Г., Голованов В. И., Франтов А. А., Черняева B. C. Экспериментальные исследования вибрационных характеристик типовых элементов систем судовой гидравлики // Судостроение. 2010. № 4, с. 44 – 47 (автор – 66%).

9. Берестовицкий Э. Г., Гафуров Т. Х., Грачев И. Ю., Касьян М. И., Ушаков С. И. Реализация импульсного управления гидравлическими исполнительными механизмами при помощи ЭГБУ на базе электрогидравлического стенда // Судостроение. 2011. № 1, с. 42 – 44 (автор – 66%).


Авторские свидетельства и патенты

10. Берестовицкий Э. Г., Волков А. Н. Сдвоенный клапан // А.С. СССР №358572. 1972 .

11. Берестовицкии Э. Г., Волков А. Н. Двухседельный регулирующий клапан // А.С. СССР №397708. 1973.

12. Берестовицкии Э. Г., Волков А. Н. Односедельный регулирующий клапан // А.С. СССР №561174. 1977.

13. Берестовицкий Э. Г., Филин В. В. Усилитель мощности // А.С. СССР №1008711. 1980.

14. Берестовицкий Э.Г. , Гуткин Г. М., Пурин А. Т. Гидравлический стенд //А.С. СССР №203825. 1983 .

15. Берестовицкий Э. Г., Гуткин Г. М., Пурин А. Т. Установка для исследований ВАХ ГП // А.С. СССР №250813. 1987.

16. Берестовицкий Э. Г., Гуткин Г. М., Пурин А. Т. Установка для проверки ВАХ ГП //А.С. СССР №287891. 1989.

17. Берестовицкий Э. Г., Гуткин Г. М., Пурин А. Т. Способ измерения ВАХ ГП //А.С. СССР №306643. 1990.

18. Берестовицкий Э. Г., Гуткин Г. М., Пурин А. Т. Установка для испытаний ГП // А.С. СССР №322197. 1991.

19. Берестовицкий Э. Г., Черепашенец Ю. М. Малошумный гидравлический усилитель // Патент РФ №2065090 от 10.08.96.

Монографии

20. Берестовицкий Э. Г., Гуткин Г. М.,Сарафанов И. А., Черепашенец Ю. М. Малошумные регулирующие устройства СУ техническими средствами. Л.: ЦНИИ «Румб». 1984. – 105 с. (автор – 60%).

21. Берестовицкий Э. Г., Гладилин Ю. А., Голованов В. И., Сарафанов И. А. Снижение вибрации и шума ГП СУ техническими средствами. СПб.: Изд-во Астерион, 2009. – 315 с. (автор – 50%).

Публикации в других изданиях

22. Берестовицкий Э. Г., Гуткин Г. М. Результаты экспериментальных исследований стенда для проверки спецхарактеристик ГП // Вопросы кораблестроения. Сер. «Корабельная автоматика». 1982. Вып. 14, с. 16 – 23 (автор – 75%).

23. Берестовицкий Э.Г., Гуткин .М. Стенд для проверки виброакустических характеристик приборов гидроавтоматики // Вопросы кораблестроения. Сер. «Корабельная автоматика». 1984. Вып. 21, с. 22 – 29 (автор – 60%).

24. Берестовицкий Э. Г., Гуткин Г. М. Экспериментальная отработка имитаторов гидравлических устройств для проведения виброакустической аттестации гидравлического стенда // Вопросы кораблестроения. Сер. «Корабельная автоматика». 1985. Вып.23, с. 18 – 24 (автор – 65%).

25. Берестовицкий Э. Г., Гуткин Г. М. Собственные помехи стенда для проверки виброакустических характеристик приборов СУД// Кораблестроительная промышленность. Сер. «Автоматика и телемеханика». 1986. Вып. 2, с. 31 – 41 (автор – 60%).

26. Берестовицкий Э. Г., Павлов А. Н. Автоматизация процессов измерения и обработки полученных результатов виброакустических характеристик СУ ТС // Кораблестроительная промышленность. Сер. «Автоматика и телемеханика». 1986. Вып. 4, с. 32 – 40 (автор – 66%).

27. Берестовицкий Э. Г., Черепашенец Ю. М. Акустические помехи специализированного стенда и методы их устранения // Судостроительная промышленность. Сер. «Автоматика и телемеханика». 1990, с. 18 – 28 (автор – 60%).

28. Берестовицкий Э. Г., Павлов А. Н. Акустическое проектирование малошумных приборов // Техническая акустика. 1994. Вып.3 – 4 , с. 34 – 37 (автор – 75%).

29. Berestoviski E., Gladilin U., Pavlov A. Elaboration methods and passive units of vibrodamping oscillations diffused by a source along a tubing // Fourth international congress on sound and vibration. Proceeding. - St. Petersburg, 1996. p. 1024 – 1030 (автор – 60%).

30. Berestoviski E., Gladilin U., Pavlov A. Methods of reduction vibroactivity of hydraulic devices and pipes / Proceedings of the international EAA/EEAA symposium Transport noise and vibration. - Tallin, .1998. p. 407 – 411 (автор – 60%).

31. Берестовицкий Э. Г., Гладилин Ю. А., Павлов А. Н. Проблемы создания специализированного стенда для виброакустических испытаний приборов и СУ на уровне современных требований // Труды Второй международной конференции по судостроению ISC 98. 1998. С-Пб.: с. 87 – 91 (автор – 60%).

32. Берестовицкий Э. Г., Корчанов В. М., Сиротников В. З. Разработка методов и средств пассивного виброгашения колебаний передаваемых от источника по трубопроводам //Труды Международного симпозиума по системам трубопроводов ISOPE EUROMS.М 1999, с. 137 – 139 (автор – 66%).

33. Berestoviski E., Gladilin U., Korchanov V. Low level of noise, as criterion a quality of designing the hydraulic devices // Proceeding of 30 the International Congress and Exhibition on Noise Control Engineering Internoise – 2001. Den Haag. Holland, 2001, p. 167 – 171 (автор – 60%).

34. Berestoviski E., Gladilin U., Pavlov A., Romashov N. Vibroacoustical characteristics of an one-piece complete set the electrohydraulic equipment of ship steering engines / Proceedings of 6th international symposium Transport noise and vibration. St. Petersburg, Russia, 2002. p. 643 – 648 (автор – 50%).

35. Berestoviski E., Gladilin U., Korchanov V., Sirotnikov V. Estimation of influence on vibroacoustical characteristics of hydrosystems hydro-devices of wave processes at a nonstationary mode of operation./ Proceeding of Tenth international congress of sound and vibration, 2003, Stockholm, Sweden, p. 517 – 521 (автор – 50%).

36. Berestoviski E., Gladilin U., Korchanov V., Pavlov A., Sirotnikov V. Basic problems arising in the course of development of low noise hydraulic devices for technical facilities control systems and ways of their solution /Third international conference NSN'2003. Proceedings section C, D. St. Petersburg. Russia. 2003, с. 123 – 125 (автор – 33%).

37. Берестовицкий Э. Г., Гладилин Ю. А., Ким Я. И., Лебедев С. В., Ромашов Н. Н. Исследование вибрации в распределительной золотниковой паре // Системы управлений и обработки информации. 2004. № 7, с. 149 – 158 (автор – 60%).

38. Берестовицкий Э. Г., Гладилин Ю. А., Ким Я. И., Лебедев С. В., Ромашов Н. Н. Исследование влияния различных факторов на возникновение автоколебаний в золотниковой паре // Системы управления и обработки информации. 2005 . № 8, с. 113 – 121 (автор – 60%).

39. Берестовицкий Э. Г., Гладилин Ю. А., Ким Я. И., Лебедев С. В., Ромашов Н. Н. Оценка параметров акустических систем, образованным распределительным золотником и гильзой // Системы управления и обработки информации. 2005. № 9, с. 115 – 124 (автор – 60%).

40. Берестовицкий Э. Г., Зоммер Г. В., Сарафанов И. А. Результаты экспериментальной отработки двухступенчатого регулирующего клапана // Системы управления и обработки информации. 2005. № 9, с. 107 – 115 (автор – 55%).

41. Берестовицкий Э. Г., Голованов В. И. и др. Определение источников ГДШ стенда контроля ВШХ // Системы управления и отработки информации. 2005. Вып. 10, с. 140 – 148 (автор – 55%).

42. Берестовицкий Э. Г., Голованов В. И. и др. Методы выявления место расположения источников ГДШ в трубопроводных системах /Материалы Второй международной научно-технической конференции «Механика неоднородных деформируемых тел: методы, модели, решения». Севастополь. 2005, с. 27 – 36 (автор – 55%).

43. Берестовицкий Э. Г., Гладилин Ю. А., Корчанов В. М. Оценка влияния на виброакустические характеристики гидроприборов волновых процессов при нестационарном режиме работы /Труды 12-ого международного конгресса по шуму и вибрации. Лиссабон. Португалия. 2005, с.360 – 363 (автор – 50%).

44. Берестовицкий Э. Г., Гладилин Ю. А., Голованов В. И. Возможность выявления места расположения источников гидродинамического шума в трубопроводных системах //Механика неоднородных деформируемых тел: методы, модели, решения. 2005. Орел, с. 15 – 25 (автор – 55%).

45. Берестовицкий Э. Г., Голованов В. И., Кузнецов В. И. Результаты акустической доводки гидравлического стенда контроля ВШХ // Системы управления и обработки информации. 2006 . № 11, с. 167 – 173 (автор – 55%).

46. Берестовицкий Э. Г., Голованов В. И., Капустин А. С, Сарафанов И. А. Результаты экспериментальных исследований гидродинамического шума типового гидравлического прибора // Системы управления и обработки информации. 2006. №12, с. 127 – 133 (автор – 55%).

47. Берестовицкий Э. Г., Кузнецов В. И., Франтов А. А. Метод определения и исключения влияния помех стенда при измерении ГДШ изделия по фазовым характеристикам базовых гидрофонов // Системы управления и обработки информации. 2007. № 14, с. 150 – 157 (автор – 60%).

48. Берестовицкий Э. Г., Сарафанов И. А. Анализ кавитационных критериев регулирующих органов САР корабельных ПЭУ // Системы управления и обработки информации. 2008 . № 16, с. 95 – 106 (автор – 55%).

49. Берестовицкий Э. Г., Голованов В. И., Обуховский С. А. Вибрационные характеристики типовых элементов систем гидравлики // Сборник трудов второго международного экологического конгресса ELPIT 2009, Россия. Тольятти: ТГУ, Том З. с.20 – 25 (автор – 66%).

50. Берестовицкий Э. Г., Голованов В. И., Франтов А. А. Некоторые результаты экспериментального исследования вибрации типовых элементов общесудовой гидравлики // Системы управления и обработки информации. 2009. № 17, с. 144 – 148 (автор – 66%).

51. Берестовицкий Э. Г., Голованов В. И., Обуховский С. А. Снижение вибрации ГП СУ техническими средствами / Пятая международная конференция ВМФ и судостроение в современных условиях.( NSN 2009) СПб.: 2009. с. 105 – 108 (автор – 75%).

52. Берестовицкий Э. Г., Брыкалов В. А., Романов Н. Н. Уникальная стендовая база ОАО «Концерн НПО «Аврора» - гарант качества выпускаемой продукции.// Системы управления и обработки информации. 2010. №19, с. 268 – 275 (автор – 60%).