Роторно-лопастной двигатель. Начало.

[Bиктор]

Вы Виктор на работу видимо совсем не ходите. Так не требуйте этого от других.

Эта тема о РЛД, а не о нас с Вами. Нет времени - можно его экономить и не писать посты, лишенные смысла, - наподобие "стрельбы по всем синхронизаторам сразу".

Зачем "многозначительно затуманивать" тему, когда цель ветки - тему проблем малоизвестного РЛД и сути его ТЕХНИЧЕСКИХ противоречий общими усилиями прояснять?

А мои ресурсы, естественно, никого кроме меня, не касаются, извините уж 🙂

 

[RVD]

Сдержанность Виктор и умеренность в разговорах стоят больше красноречия.

Проблемы же РЛД, это  проблема Вашей головы, и только.
   

 

[Bиктор]

подвох этого синхронизатора

Спасибо за Ваше мнение, Владимир!
Спасибо, Макс и Виктор!
Кажущаяся функциональность той простой конструкции привлекает поначалу...

 

[Bиктор]

Вспомнилось одно высказывание Эдуарда (Edg) о проблематичности "половинчатого" крепления лопасти (с одного бока).
Какие нам известны альтернативы?
Макс, Вы не помните, из давнишней презентации ё-мотора, - какие-то конкретные особенные детали закрепления лопасти?

Мне кажется логичным - консольный (незакрепленный) бок лопасти делать по возможности облегченным, с меньшей массой.

Наподобие консоли крыла, наибольшая масса - в центроплане и менее массивная геометрия у конца крыла.

Тогда должны бы уменьшиться механические напряжения в "корневой" зоне крепления лопасти...

 

[ingener]

Taкая передача получается в 7-10 раз компактнее при прочих равных условиях... 

Здесь на рисунке д) хорошо видно, что авторы этой рекламы откровенно брешут. Их передача вообще не работоспособна.

Предположим, что малый и большой радиусы маленьких эксцентриков отличаются в два раза. Это значит, что линейные скорости их поверхностей в точках минимального и максимального радиусов тоже отличаются в два раза. Однако линейные скорости контачащих участков большого колеса не могут отличаться так сильно, потому что радиусы этих участков отличаются мало друг от друга. Можно было бы предположить, что это зацепление все-таки работает, но с проскальзыванием. Но нельзя - поверхности предполагаемого проскальзывания расположены под произвольным углом относительно возможного направления проскальзывания. То есть между контачащими поверхностями периодически должен появляться зазор и периодически они должны вдавливаться друг в друга.
Теперь я понимаю почему в интернете встретилось сообщение, что пустой карьерный самосвал с таким редуктором не проехал и 5 метров. 

Зацепление, лучшее в 7 раз эвольвентного, отменяется.
Волосы на 20% сильнее, как в рекламе, не стали.

 

[OXOTHuK]

Теперь я понимаю почему в интернете встретилось сообщение

Когда так говорят, то это из серии ОБС (одна бабка сказала)... всё нужно считать, а не "можно было бы предположить..." там люди зубчатыми занимаются десятилетиями, а вы в пять минут вердикт... несерьёзно это, тем более для инженера!

 

[Bиктор]

По грубым прикидкам площадь контакта зубьев синхронизатора придется увеличить ... раза в 3. И радиусы шестерен тоже нужно было бы увеличить примерно в 1,7 раза. Это вызвало бы увеличение массы раз в 5, однако за счет применения внутреннего зацепления масса вырастет всего раза в 2

A если, к тому же, удалось бы применить материал для зубчатых колес в 3 раза легче стали, например, композитный ситалл, то масса синхронизатора РЛД все же была бы в конечном итоге снижена?
(как прототип - можно вспомнить для начала о стекло-текстолитовых шестернях)

По достоинстам разных видов зацеплений не могу высказываться. О самосвале БелАЗ  с заклинившим редуктором, упомянул здесь RVD, когда речь шла о редукторах с промежуточными телами качения (без упоминания им ЭЦ-зацепления).

 

[ingener]

A если, к тому же, удалось бы применить материал для зубчатых колес в 3 раза легче стали, например, композитный ситалл, то масса синхронизатора РЛД все же была бы в конечном итоге снижена?

Нет, ситалл для зубьев шестерен не очень подходит. Конечно он из-за своей высокой прочности сможет выдержать контактное напряжение, аналогичное допустимому для стали. Но из-за высокого модуля упругости, то есть высокой жесткости, это контактное напряжение будет во много раз выше, чем у стали. Для передачи давления через линейные или точечные контакты необходимы более упругие материалы. Они увеличивают площадь пятна контакта и снижают контактные напряжения.
Например, довольно широко стали применяться для передачи больших нагрузок шарикоподшипники с шариками из нитрида кремния и стальными обоймами. В них сталь берет на себя основную работу по увеличению площади пятна контакта, а шарики лучше выдерживают чем стальные возникающие контактные нагрузки. А вот полностью керамические подшипники качения применяются довольно редко, там где существуют какие-то особые условия. А нагрузки они воспринимают плохо.

 

[ingener]

Теперь я понимаю почему в интернете встретилось сообщение

Когда так говорят, то это из серии ОБС (одна бабка сказала)... всё нужно считать, а не "можно было бы предположить..." там люди зубчатыми занимаются десятилетиями, а вы в пять минут вердикт... несерьёзно это, тем более для инженера!

Вы не поняли. Я ведь и изложил свой метод проверочного расчета зубчатого зацепления, а не свое мнение по этому поводу.

 

[Bиктор]

В продолжение поста 1769 об некоторой рационализации крепления лопасти.

Предлагается увеличить сечение корневой части лопасти с целью увеличения площади крепления (помечена зеленым цветом)
За счет некоторой клинообразности лопасти в направлении незакрепленного бока консоли, вредная масса перейдет с конца консоли в "корень" лопасти в зоне крепления и станет полезной массой.

Правда, возникнет небольшая составляющая газовых сил, пытающихся сместить лопасть вдоль оси мотора, - нужны будут упорные подшипники.

Зато лопасти будут проходить окна и камеру сгорания скошенными кромками (они удлинятся за счет скоса примерно на 4%). Скошенная щель и кромки помечены голубым цветом.

Красным помечено различие боковых площадей взаимодействующих лопастей, если смотреть на них со стороны оси.

Можно попытаться совместить облегчение лопасти по примеру Клузовского и клиновидную форму консоли лопасти?

 

[Bиктор]

Цитата:
A если, к тому же, удалось бы применить материал для зубчатых колес в 3 раза легче стали, например, композитный ситалл, то масса синхронизатора РЛД все же была бы в конечном итоге снижена?

Нет, ситалл для зубьев шестерен не очень подходит

Я, собственно, думал о композите с тонкой ситалловой "глазурью" снаружи... с внутренними границами раздела другой плотности, "управляющими" при обдуманном подходе волнами деформаций в направлении их рассеивания, а не их концентрации.

Мистер Гордон, говоря о физике концентрации напряжений, навеял такие размышления
http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/TECHNICS/GORDON.1/PART02.HTM
Он аппелирует к живому зубу, как к образцовому прототипу: снаружи эмаль на 30% тверже, чем более вязкий дентин и др.материалы внутри зуба.
Может быть я не так понял?

 

[ingener]

Предлагается увеличить сечение корневой части лопасти с целью увеличения площади крепления (помечена зеленым цветом)За счет некоторой клинообразности лопасти в направлении незакрепленного бока консоли, вредная масса перейдет с конца консоли в "корень" лопасти в зоне крепления и станет полезной массой.

Я думаю что сечение корневой части лопасти все равно будет использовано не полностью, так как лопасти должны быть полыми по аналогии с обычным поршнем. Конечно, обычный поршень нагружен не так сильно, как лопасти, но у него вообще не возникает проблем с прочностью при использовании термостойких материалов. Поршня обычно скорее расплавляются  (прогорают), а не разрушаются от нагрузок.

Мистер Гордон, говоря о физике концентрации напряжений, навеял такие размышления
http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/TECHNICS/GORDON.1/PART02.HTM
Он аппелирует к живому зубу, как к образцовому прототипу: снаружи эмаль на 30% тверже, чем более вязкий дентин и др.материалы внутри зуба.
Может быть я не так понял?

Во многих случаях это верно.
Но не в случае циклической передачи усилия через точку или линию контакта. В этих случаях вообще не допускается образование трещин. Поверхностный слой должен работать только в пределах упругости. Поверхностная цементация зубьев шестерен повышает стойкость к экстремальным ударным нагрузкам, предотвращая катастрофическое разрушение механизма. Но если при катастрофических ударных нагрузках трещины все же возникают, то это сильно сокращает ресурс работы редуктора. Фактически после перегрузок, приведших к появлению трещин, редуктор все равно разрушается, только не сразу. Нормальный редуктор должен работать вообще без трещин.

 

[Beatle]

@ Bиктор

Я в одном из постов уже показывал, как нужно крепить лопасти, чтобы не было этого паразитного момента на консолях.

 

[Bиктор]

В этих случаях вообще не допускается образование трещин.

Tут что-то не так 🙂
В реальных материалах почти всегда есть (химические) дефекты. Наверное они являются зародышем микро-трещин при сильных нагрузках.

Согласно Гордону, в хрупком материале РОСТ трещин имеет большую скорость, как я понял.  А в вязких материалах микротрещина растет медленно и за счет накопления циклической усталости, - так?

При высоком контактном напряжении разрушение начинается со смятия поверхности (и образования сдвиговых микро-трещинок). Нет?

Гордон выделяет в отдельную задачу борьбу за замедление распространения микротрещин. При этом обнаружил роль интерференции (наложения, складывания пиков) волн напряжения в материале, - особенно выраженные в хрупких материалах.

Поэтому и вывод у него:  микротрещинки надо останавливать границами раздела (введением композиции разных материалов). Особенно это полезно для хрупких материалов. Волны деформаций частично отражаются от внутренних границ разделов и при обратном ходе в зону контактного напряжения уже не идут пики волн, - а более сглаженные...

Я понял так, что если под тонким слоем хрупкого материала будет более мягкий (как под твердой эмалью зуба), то и КОНЦЕНТРАЦИИ контактного напряжения можно бояться меньше.
Логично?

 

[Bиктор]

как нужно крепить лопасти, чтобы не было этого паразитного момента на консолях. 

Я, честно говоря, не понял тогда. Цельная модель лопасти, скрепленной с полыми валами у Вас уже есть? Посмотреть...

 

[Beatle]

Модель показать не могу, и так уже многое на этом форуме раскрыл из того, что не нужно было раскрывать.
Где-то на форуме был рисунок.
Там понятно вроде все.

 

[OXOTHuK]

Я в одном из постов уже показывал, как нужно крепить лопасти, чтобы не было этого паразитного момента на консолях.

А я уже посчитал в ANSYS, что этот вид крепления вполне оправдывает наши ожидания.

 

[Андрей Миллер]

О самосвале БелАЗс заклинившим редуктором, упомянул здесь RVD, когда речь шла о редукторах с промежуточными телами качения (без упоминания им ЭЦ-зацепления).

У RVD везде одни только клины. Кроме роторно - волнового двигателя, который впрочем не работает...
Очень интересны многопарные зацепления. ВИнете есть реферат - Супин В.В. Проектирование трансмиссии трактора "Белорусь" с зучатыми передачами многопарного зацепления как фактор повышения их нагрузочной способности.
Эти зацепления намного реальнее, чем Ё - мобильное и другие...

 

[ingener]

Гордон выделяет в отдельную задачу борьбу за замедление распространения микротрещин.

Так применяется все это уже давно - цементирование, поверхностная закалка, дамасская сталь, наконец.
Я говорю о том, что для зубьев шестерен и подшипников качения эти методы не совсем годны, хотя и тоже применяются для повышения стойкости к редким экстремальным перегрузкам. А нормальна работа зубьев и шариков должна полностью проходить в пределах упругости, когда неизбежно имеющиеся дефекты и микротрещины не растут и не размножаются. Для зубьев и шариков применяются в основном те же стали, что и для пружин, только качественнее. Потому что главное для них - упругость.

 

[RVD]

У RVD везде одни только клины. Кроме роторно - волнового двигателя, который впрочем не работает...

Мы можем и на этой ветке поднять тему, как о вашем личном  аферистическом прошлом, так  и о Ваших "производственных" успехах, которых разумеется нет, и никогда не было.
Свой "профессионализм" вы здесь уже показали, я могу свести его к еще большему минусу.

Советую задуматься.