Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ б
1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1. Обзор существующих исследований 9
I.I.I. Конструкции гидромеханических систем. 9
I.1.2.Анализ исследований динамики гидромеханических систем... II
1.2. Объект, цели и задачи исследования 16
1.2.1.Выбор объекта исследования 16
1.2.2.Цели исследования 17
1.2.3.Задачи исследования 20
1.3. Допущения о работе и свойствах нерегулируемых гидромеханических систем .21
1.4. Расчетные схемы 22
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ НЕРЕГУЛИРУЕМОЙ РАЗОМКНУТОЙ
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 27
2.1. Приведение системы к расчетной схеме 27
2.2. Первая форма математической модели динамики системы 30
2.3. Экспериментальное исследование зависимости объема резинового армированного трубопровода с различными рабочими жидкостями от давления 33
2.4. Вторая форма математической модели динамики системы 43
2.5. Анализ приведенной жесткости 46
2.6. Автоматизация исследования динамики системы 55
2.6.1.Обоснование применения ЭЦВМ 55
2.6.2.Выбор метода численного интегрирования системы уравнений (2.41) математической модели 56
2.6.3.Методика использования метода Хемминга для решения системы дифференциальных уравнений второй формы математической модели нерегулируемой разомкнутой гидромеханик
ческой системы 58
2.6.4. Алгоритм прохояздения задачи на ЭЦВМ 64
2.6.5. Логическая структура пакета программ !1ГИДР0-1" 66
2.6.6. Форматы параметров 70
2.6.7. Обращение к подпрограммам пакета пГИДР0-1" 70
2.7. Анализ динамики системы при прямом ходе 72
2.7.1. Анализ влияния внешних воздействий на динамику гидромеханической системы 72
2.7.2. Влияние параметров системы на ее динамику
2.8. Анализ динамики системы при обратном ходе исполнительного органа 87
2.9. Выводы по главе 87
3. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ НЕРЕГУЛИРУЕМОЙ РАЗОМКНУТОЙ
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 91
3.1. Понятие о коэффициенте оптимальности системы 91
3.2. Вторая форма математической модели нерегулируемой разомкнутой гидромеханической системы с учетом потерь давления по длине трубопровода 94
3.3. Постановка задачи определения оптимальных параметров системы 102
3.4. Методика і определения оптимальных параметров системы.. ЮЗ
3.5. Логика пакета прикладных программ "ГИДРО-2" 105
3.6. Пример использования пакета "ГИДРО-2" 108
4. ДИНАМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
ЗАМКНУТОГО ТИПА III
4.1. Замечания о работе гидромеханических систем замкнутого
типа III
4.2. Математическая модель системы при прямом ходе И2
4.2.1. Движение системы на первом этапе 112
4.2.2. Движение системы на втором этапе 118
4.3. Математическая модель системы при обратном ходе 122
4.3.1. Движение системы на первом этапе 122
4.3.2. Движение системы на втором этапе при установке предохранительного клапана в напорной магистрали 126
4.3.3. Предохранительный клапан в сливной магистрали. 128
4.4. Автоматизация исследования динамики замкнутых систем.. 129
4.4.1. Алгоритм прохождения задачи на ЭВМ 129
4.4.2. Логическая структура пакета программ "ГИДРО-3" 129
4.5. Анализ динамики гидоомеханической системы при прямом ходе 135
4.6. Анализ .динамики гидромеханической системы при обратном ходе 141
4.7. Выводы по главе 144
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 145
5.1. Цель и задачи эксперимента 145
5.2. Конструкция и параметры экспериментальной установки... 145
5.3. Устройства для измерения давления в гидросистеме 148
5.4. Методика измерения колебаний давления в гидросистеме экспериментальной установки 153
5.5. Результаты экспериментов и их анализ. 154
5.6. Выводы 157
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 158
ЛИТЕРАТУРА 161
Введение к работе
Основная задача, поставленная ХХУ, ХХУІ съездами КПСС и ноябрьским пленумом 1982г. по обеспечению значительного подъема материального и культурного уровня жизни народа на основе высоких темпов развития социалистического производства и повышения его эффективности, требует внедрения в народное хозяйство новых машин высокой производительности максимальной автоматизации и механизации производственных процессов. В решении этих задач важную роль играют гидравлические приводы и устройства.
Опыт использования гидроприводов в СССР и за рубежом в разлитых отраслях промышленности доказал их прогрессивную роль в развитии современной техники. Применение гидропривода упрощает во многих случаях решение самых различных технических задач, в частности, значительно повышает качество машин, позволяя при этом уменьшить их вес и габариты. При его использовании довольно просто осуществлять прямолинейное и вращательное движение рабочего органа машины.
Все эти качества создают благоприятные условия использования гидроприводов для управления машинными агрегатами самых различных конструкций от авиационных систем управления и роботостроения до землеройно-транспортных и грузоподъемных машин.
Увеличение усилий полезного сопротивления, рабочих скоростей приводит к доминирующему влиянию динамических явлений не только во время переходных режимов, но и при установившемся движении элементов этих машин. Переходные процессы приводят к скачкам давления, поэтому при расчете ее элементов на прочность необходимо учитывать превышение давления в системе, которое может вызвать отклонение в ее номинальной работе или аварию.
Актуальность проблем динамики для современного машиностроения подчеркивалась еще в решениях пяти Совещаний по основным проблемам теории машин и механизмов 1954, 1959, 1961, 1964 и 1967 гг, в докладах акад. И.И.Артоболевского, чл.-корр АН УССР С.Н.Кожевникова, проф. д-ра техн.наук А.Е.Кобринского. Вопросы динамики машин - автоматов рассматривались на Совещаниях по автоматизации технологических процессов в машиностроении проводимых АН СССР 1953, 1956 и 1959 гг.
В связи с вышеизложенным представляется актуальным исследование гидромеханических систем.
Настоящая работа посвящена исследованию динамики гидромеханических систем двух типов ( разомкнутой и замкнутой).
Целью диссертационной работы является анализ влияния внешних факторов и параметров гидромеханических систем двух типов на их динамику; установление общих и отличительных черт динамики этих гидромеханических систем с динамикой механических систем аналогичной структуры; разработка алгоритмов и программ автоматизирующих поиск оптимальных параметров рассматриваемых гидромеханических систем на этапе их проектного расчета, а также алгоритмов и программ автоматизирующих проверочный кинематико-силовой расчет уже спроектированных гидромеханических систем.
В работе получено и проанализировано выражение приведенной жесткости стального и резинового армированного трубопровода и рабочей жидкости в гидросистеме. Установлено определяющее влияние на динамику гидромеханической системы соотношения между жесткостью трубопровода и жесткостью рабочей жидкости в гидросистеме. Доказана близость в динамическом отношении между гидромеханическими и механическими системами.
Сделаны выводы и даны рекомендации по выбору значений параметров гидромеханической системы в зависимости от требований предъявляемых к ее работе; разработаны программы "ГИДР0-І" , "ГИДРО-2", "ЩЦРО-3", автоматизирующие поиск оптимальных значений параметров и проверочный кинетико-силовой расчет гидромеханических систем.
Результаты исследований, разработанные методики и программы используются в ГСКТБ Сельхозхиммаш.
