Деловая слава России


Новости



МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты


АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА



Опрос

Нужно ли стремиться вернуть в Россию учёных, уехавших жить и работать за границу?
Да, не стоит упускать умных и талантливых людей
Скорее да, но вряд ли наше государство сможет обеспечить им заграничный уровень жизни
Скорее нет, лучше обеспечить хорошие условия тем, что ещё не уехали
Нет, лучше вложить средства в воспитание и развитие молодых учёных
Другое








Деловая слава России » Промышленность » Эвольвентные зубчатые передачи

Промышленность: Эвольвентные зубчатые передачи - 27-07-2013, 09:53

 

Олег ВЛАДИМИРОВ  специальный корреспондент, Рязань

 

АРОЧНЫЕ ЗУБЧАТЫЕ ТРАНСМИССИИ

 

Современное состояние российского машиностроительного комплекса вряд ли можно охарактеризовать как удовлетворительное. Многие бывшие флагманы советского машиностроения влачат жалкое существование. Практически все инновационные предприятия машиностроения опираются на современные машиностроительные технологии, разработанные за рубежом, что связано с 20-летним периодом застоя в российском машиностроении. Исключение составляют лишь отдельные предприятия военно-промышленного комплекса, где сохранился научно-технический потенциал.

 

Для возрождения российского машиностроения можно бы воспользоваться опытом таких стран, как Япония, Южная Корея, отчасти Китай, где новые машиностроительные предприятия и целые производства создавались на основе новейших достижений в области технологий, закупаемых за рубежом — прежде всего в США и Европе. Но неужели в России нет ничего нового, что могло бы радикально продвинуть разрабатываемые и модернизируемые машины и механизмы на принципиально новый уровень? Неужели иссякла российская инженерная мысль?

 

В поисках ответа на этот вопрос заглянем в российскую провинцию. В Рязани есть институт, который сами рязанцы любовно именуют политехом. Это бывший филиал Всесоюзного заочного политехнического института, затем — институт (филиал) Московского государственного открытого университета имени В.С. Черномырдина, а ныне, в условиях структурной перестройки высшей школы, — Рязанский филиал Московского машиностроительного университета (РИ(ф) МГОУ). За более чем 56-летнюю историю из его стен вышло свыше 26000 инженеров, которые ныне составляют костяк инженерных кадров многих рязанских машиностроительных предприятий. Но не только этим знаменит институт. В его стенах ведутся научно-технические разработки по самым различным направлением, и одну из них по праву можно назвать революционной. В течение последних лет в РИ(ф) МГОУ разработана уникальная, не имеющая аналогов ни в России, ни за рубежом технология проектирования и изготовления арочных зубчатых передач.

 

 

В чем ее революционность? На протяжении последних двухсот лет в машиностроении применяются три основных типа цилиндрических эвольвентных зубчатых колес — прямозубые, косозубые и шевронные. Впервые использовать эвольвенту в зубчатом зацеплении предложил профессор Санкт-Петербургского университета Леонард Эйлер в 1754 году. С эвольвентными зубчатыми трансмиссиями непосредственно связана промышленная революция 18–19 веков. Недостаток цилиндрической эвольвентной зубчатой передачи лишь в одном: передаваемая мощность ограничивается прочностью и износостойкостью одной пары зубьев, находящихся в зацеплении. В эвольвентном прямозубом зацеплении попеременно участвует одна-две пары зубьев, но в наихудшем случае приходится рассчитывать на одну пару. Для увеличения передаваемой мощности необходимо увеличивать количество зубьев, участвующих в зацеплении, то есть распределить нагрузку на большее количество зубьев. Так появились косозубые зубчатые передачи. Но у косозубых передач проявился другой недостаток — осевые нагрузки. Два зеркально симметричных относительно центрального сечения косозубых колеса, скрепленных на одном валу, образовали шевронное колесо. Внешний вид такого колеса напоминает елочную ветку, отчего за рубежом их чаще называют herringbone — «елочкой». Конечно, проблема осевых нагрузок здесь решается, но возникают другие: два «зеркальных» колеса должны быть изготовлены идеально точно, иначе контактировать, то есть работать на передачу нагрузки будет лишь одна половина шевронной передачи, необходимо их идеальное совмещение на валу, наконец, это все же два отдельных колеса, а не единое целое. Модернизация эвольвентного зубчатого зацепления на сегодняшний день сводится к формированию упрочняющих покрытий, выполняемых вакуумно-плазменным напылением, износостойких нанопокрытий различного химического состава. Но конструктивные возможности эвольвентного зубчатого зацепления в прямозубых цилиндрических колесах принципиально исчерпаны.

 

 

Лет 40 назад появились упоминания об арочном зубчатом зацеплении. В арочном колесе зуб имеет форму арки, хотя в каждом сечении зуба он остается эвольвентным. Преимущества нового типа колеса очевидны. Это увеличение числа одновременно сцепляющихся зубьев в передаче. Теперь в зацеплении одновременно могут находиться как минимум две пары зубьев, а следовательно, как и при косозубом зацеплении, возможно увеличение передаваемой мощности при тех же габаритных размерах. Кроме того, новый вид зацепления должен был обеспечить более высокую плавность работы механизма, отсутствие осевых нагрузок и даже более того — эффект самоцентрирования. Однако изобретение нового вида эвольвентного колеса, несмотря на все его очевидные преимущества, не привело к его массовому внедрению в практику. Причина оказалась банальной — не было технологии их изготовления. Все известные методы зубонарезания оказались непригодными для промышленного изготовления арочных зубчатых колес.

 

 

Проблемой арочных зубчатых трансмиссий в РИ(ф) МГОУ занялись в 2006 году. Был выигран грант Фонда Бортника по программе «Старт», создано малое инновационное предприятие, директором которого стал А.Н. Паршин. В кандидатской диссертации, выполненной под научным руководством профессора, доктора технических наук В.Д. Плахтина, им была разработана электронная модель арочного зубчатого зацепления. На Рязанском станкостроительном заводе были изготовлены образцы колес с арочной формой зубьев для редуктора листоупаковочной машины Череповецкого завода ОАО «Северсталь». Испытания нового редуктора показали все преимущества арочных зубчатых колес. В редукторе цилиндрические прямозубые колеса были заменены на арочные. Эффект же от замены превзошел самые радужные ожидания: если срок эксплуатации прямозубых колес составлял 3–4 месяца, то арочные колеса работают вот уже несколько лет без видимых признаков износа, при этом за счет плавной работы заметно снизился шум.

 

 

После удачных испытаний в институте был создан творческий коллектив по разработке эффективной технологии промышленного изготовления арочных колес. Его возглавил директор института профессор И.Г. Панков. В коллектив вошли профессора А.П. Давыдов, Р.Б. Марголит, О.В. Миловзоров, аспиранты С.И. Липатов, А.Н. Виноградов, Е.Н. Холопов, электронное моделирование возглавил доцент А.Н. Паршин, а вопросы экономики курировал доцент А.К. Штрыков. Самое активное участие в разработке принимали и студенты.

 

 

В результате создан новый зуборезный инструмент и технология нарезания арочных зубчатых колес на базе четырехкоординатных обрабатывающих центров. Твердость зубьев — до 60 HRC, степень точности эвольвентного зубчатого профиля — 4–5-я степень по ГОСТ 1643-81. Долгий процесс усовершенствований привел к тому, что время обработки и стоимость изготовления арочных колес стала сопоставима, а в ряде случаев ниже, чем у прямозубых колес тех же габаритов и модуля. Это достигнуто благодаря замене дорогостоящей и трудоемкой операции зубошлифования на тонкое фрезерование.

 

 

Залогом успеха стало творческое использование компьютерного моделирования, последних достижений в области режущих инструментов, возможностей современных станков с ЧПУ и огромный опыт в области технологии зубообработки. Проект получил признание на самых высоких форумах — бронзовая, серебряная и золотая медали Московского международного салона инноваций и инвестиций, золотая медаль форума Expropriority. Предприятие «Зубчатые трансмиссии» было награждено знаком Торгово-промышленной палаты «Золотой Меркурий». Руководители проекта — И.Г. Панков, Р.Б. Марголит, А.Н. Паршин и А.П. Давыдов — стали лауреатами премии имени В.Ф. Уткина.

 

 

Информация о разработке была разослана на все ведущие предприятия редукторостроения, а также в ряд конструкторских бюро, проектирующих редукторы разного назначения. Но воистину нет пророка в своём отечестве! Лишь отдельные руководители предприятий заинтересовались разработкой, при этом технические специалисты проявили почти полное равнодушие к новой технологии. А ведь арочные зубчатые трансмиссии могли бы обеспечить технологический прорыв и вывести российские предприятия в мировые лидеры редукторостроения и в целом машиностроения. Обидно.

 

 

Причин, по которым предприятия не торопятся внедрять арочные зубчатые трансмиссии много. Это и сложное финансовое положение многих машиностроительных компаний, и нежелание отказаться от старых, налаженных и проверенных технологий, и боязнь неизбежно возникающих при внедрении любых инноваций проблем. Очевидно, что для внедрения крупных инновационных проектов без государственной поддержки не обойтись. Обратимся к истории. В конце 40-х годов в США была принята программа по разработке станков с ЧПУ, однако предприниматели с недоверием относились к новой технике. В этих условиях министерство обороны США на свои средства изготовило 120 станков с ЧПУ, которые были переданы в аренду частным компаниям. Дело сдвинулось с места. Не воспользоваться ли этим опытом и в России?

 

ARCHED GEARING. The article highlights solving the problem of arched gearing at the Ryazan Institute — Branch of Moscow State Open University after V.S. Chernomyrdin in the interests of domestic mechanical engineering.



 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.


АКТУАЛЬНО:

Календарь событий:

«    Февраль 2020    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29