Самарский университет изготовит "космическую" систему виброизоляции для новых российских тепловозов

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 неблагоприятными внешним воздействиям. Секрет заключается в особой технологии плетения и прессования спиральных металлических нитей разного диаметра. 
 

Полученные таким способом демпферы на основе материала МР существенно превосходят (в частности, по надёжности 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 °С, 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. Например, гарантия качества на виброизоляторы из МР для локомотивов дается на 25 лет, а для космической техники – на 15 лет.
 

В настоящее время 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 виброизолирующие устройства для этих двигателей. 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 январе 2017 года. 
 

Для справки
 

Виброакустические процессы сопровождают работу любой машины - от компьютерной техники до самолетов и космических кораблей. При этом даже незначительные колебания ощутимо влияют на качество и надежность работы как отдельных узлов, так всего устройства.
 

Использование систем акустической и вибрационной защиты способно не только в разы продлить срок службы сложного и дорогостоящего оборудования, но и сделать его эксплуатацию более удобной и комфортной для человека. Поэтому фундаментальные и прикладные исследования в этой области все более востребованы во многих отраслях машиностроения – при производстве транспортного, энергетического, автомобильного, металлургического и нефтехимического оборудования, а также узлов космических аппаратов.

Основы научно-практической школы динамики и виброакустики машин заложены в Самаре (Куйбышеве) более полувека назад, сегодня она входит в число наиболее авторитетных в мире и является брендом Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва.

Одним из недавних результатов исследований вузовских ученых в области защиты аппаратуры авиационной и ракетно-космической техники от динамических и виброакустических воздействий стала разработка в кооперации с РКК "Энергия" и Институтом медико-биологических проблем РАН новой беговой дорожки для международной космической станции (МКС) - тренажерный комплекс БД-2. Оснащение этого тренажера инновационной системой виброизоляции позволило устранить опасные низкочастотные колебания конструкций МКС, тем самым сохраняя ее ресурс, и успешно заменить беговую дорожку американского производства.
 

В ходе наземной отработки в ОНИЛ-1 был создан уникальный стендовый комплекс, позволяющий проводить ресурсные, автономные и другие виды испытаний, а также выполнять упражнения на тренажере БД-2, установленном на систему виброизоляции, с имитацией условий невесомости. С 2013 г. тренажерный комплекс БД-2 с системой виброизоляции штатно введен в эксплуатацию и проходит летные испытания на борту МКС.