Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки Хавронин Виктор Петрович

Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки
<
Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Хавронин Виктор Петрович. Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Хавронин Виктор Петрович; [Место защиты: Волгогр. гос. с.-х. акад.].- Волгоград, 2009.- 146 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/1017

Содержание к диссертации

Введение

1, Современное состояние вопроса 8

1.1. Особенности работы и направления совершенствования гидроприводов сельскохозяйствеиного назначения 8

1.2. Способы энергосбережения и снижения динамических нагрузок в гндрофицированных сельскохозяйственных машинах. 14

1.3. Применение эластичных элементов в приводах сельскохозяйственных гидрофитлтрованных машин и агрегатов 26

2. Теоретическое исследование динамики гидропривода рычажного механизма с эластичным приводом насоса . 35

2.1. Особенности исследования исполнительных гидроприводов машин с гидронасосами

2.2. Аналитическое исследование муфты в приводе гидронасоса. 46

2.3. Математическая модель исполнительного механизма сельскохозяйственного погрузчика с эластичным приводом гидронасоса. 56

2.4. Реализация математической модели на ЭВМ и анализ результатов исследований. 62

3. Экспериментальное исследование эластичного привода гидронасоса . 71

3.1. Методика стендовых экспериментальных исследований

3.2. Стендовое оборудование для экспериментальных исследований . 74

3.3. Методика проведения экспериментальных исследований. 104

3.4. Оценка достоверности и методика обработки результатов экспериментального исследования. 106

4 Результаты экспериментальных исследований и их анализ. 110

4.1. Динамика гидропривода сельскохозяйственного агрсга га с эластичным приводом гидронасоса 111

4.2. Анализ результатов экспериментальны исследований 114

4.3. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований 120

5. Экономическая эффективность применения эластичного привода гидронасоса в сельскохозяйствен ном погрузочном агрегате . 123

Общие выводы и рекомендации- 129

Литература- 131

Приложения. 143

Введение к работе

Очень широкий современный парк сельскохозяйственных машин способствует все большему включению в производство оборудования с механическим, электрическим, гидравлическим и пневматическим приводами и их различными комбинациями.

Наиболее широко распространен в сельскохозяйственных машинах гидропривод, который характеризуется высоким КПД, сочетанием гибкости передачи гидравлической энергии с достаточной жесткостью, почти сопоставимой с механической.

Современные тенденции совершенствования сельскохозяйственных гидрофицированных машин направлены на повышение их производительности, мощности и одновременно на уменьшение энергопотребления и улучшение динамических характеристик.

Вопросами снижения энергопотребления и динамических нагрузок в сельскохозяйственных гидрофицированпых машинах занимались многие ученые: Дубинин В.Ф., Строков BJL, Пындак В.И., Герасун В.М., Рогачев A.O.s Лапынин ГОТ., Несмеянов И.А,[13, 24, 26, 38, 56, 65, 71, 77].

Большинство упомянутых авторов рассматривали вопросы применения в гидроприводах эластичных элементов, но как показывает анализ этих работ, введение упругодемпфирующих элементов в гидропривод почти всегда приводит к снижению его жесткости, что не всегда допустимо для многих гидрофицпрованных машин, а в частности, погрузчиков и экскаваторов.

Следует отметить, что работа гидропривода сельскохозяйственных машин имеет существенные отличия от работы гидрофицпрованных машин других областей производственной деятельности. Сельскохозяйственные машины работают в постоянно- меняющихся условиях, с режимами пагруженші от случайных (гидростатические трансмиссии комбайнов), до периодически ударных. Например; гидр официро ванные погрузчики сельскохозяйственного назначения, как правило, работают с грузами различной массы, что соответственно приводит к различным нагрузочным

режимам гидропривода. Вследствие отого, проблема внедрения упругодемпфирующих элементов в гидропривод сельскохозяйственных машин остается насущной из-за отсутствия достаточно простых л надежных конструкций упругодемпфирующих элементов и комплексного подкода к решению данного вопроса,

В связи с этим настоящая работа посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию у пру го демпфирующей связи в гидроприводе, позволяющей исключить вышеназванные недостатки за счет применения эластичного привода гидронасоса сельскомняйственных гидрофицированных машин и оптимизации его параметров.

Цель _ работы — повышение эффективности использования сельскохозяйственных гидрофицированных машин циклического действия за счет снижения влияния динамических нагрузок в исполнительном гидроприводе на энергетическую установку.

Задачу исследования:

- изучить особенности работы, способы энергосбережения и снижения
динамических нагрузок в системе «двигатель-насос» за счет применения
эластичных элементов в гидрофицированных приводах сельскохозяйственных
машин и агрегатов, наметить направления повышения их эффективности;

- обосновать кинематическую схему упругодемпфирующей муфты,
провести ее кинетостатический анализ и на основе разработанной структурной
схемы виртуальной модели эластичного привода шестеренного гидронасоса
показать преимущества его применения;

- сформировать и исследовать математическую модель исполнительного
механизма гидрофицировашюго погрузочного агрегата с эластичным приводом
насоса: . - , . "

Ул ь І г

- разработать методику и провести экспериментальные исследования
закономерностей формирования. основных показателей повышения
эффективности применения эластичных элементов гидропривода
гидрофицированыого погрузочного агрегата.

- дать оценку экономической эффективности применения эластичного привода гидронасоса в исполнительном гидропри^оп-е сельскохозяйственного назначения.

Объектом исследования стали ртругодемпфнрукнцие элементы привода и агрегаты, их содержащие, на участке передали мощности «двигатель-гидронасос», в частности, упрутдемпфирующие мУФ и крупномасштабная действующая модель сельскохозяйственного погрузчик3-

В результате решения поставленных заЯач был предложен ряд технических решений, позволяющих уменьшить .Динамические нагрузки на энергетическую установку (двигатель), іютлсить плавность работы гидропривода и снизить энергозатраты на привод рабочего органа.

Методика исследований.

Общая методика исследования предусматривав теоретический анализ "Г рабочих гипотез, их экспериментальную проверку ^ ^гатшотгтескую оценку результатов работы. В ходе выполнения работе использованы методы и , положения- классической механики, теории колебаний, математической статистики, математического моделирования в режиме реального времени в программах- си муляторах.

Научная новизна работы состоит в обосновании целесообразности использования эластичных элементов в приводе гидронасоса сельскохозяйственного гидропривода, разработке математической модели упругого гидропривода, позволяющей определить уменьшение загрузки двигателя в момент включения гидроцилиндра в 1,^5...1,3 раза и оптимизации параметров эластичного привода гидронасоса.

Новизну технических решений подтвержД^от 5 патентов РФ на

ИЗОбретеНИЯ;

Достоверность разработанных полСжении» выводов и рекомендаций подтверждена достаточной с>одимостью результатов теоретического и экспериментального исследований, актами внедрения, апробацией на научных конференциях и выставка^ разного уровня.

Практическая значимость заключается в выработке рекомендаций, частично реализованных в экспериментальных образцах, и направленных на повышение эффективности работы сельскохозяйственных гидрофицтфованных машин за счет повышения плавности работы гидродїшгателей как поступательного, так и вращательного движения, снижения динамических нагрузок на энергетическую установку и снижение энергопотребления.

Основные положения выполненной работы были доложены и обсуждены и& конференциях профессорско-преподавательского состава Волгоградской ГСХА (2002-2008 гг.), Пензенской ГСХА (2002 г.).

На защиту выносятся:

  1. Математическая модель эластичного привода гидронасоса сельскохозяйственной гидрофицированной машины.

  2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований по определению эффективности эластичного привода гидронасоса.

  3. Результаты технико-экономической оценки использования упругих связей в гидроприводе сельскохозяйственных машин.

Особенности работы и направления совершенствования гидроприводов сельскохозяйствеиного назначения

Гидравлический привод нашел широкое применение как в промышленных, так и в сельскохозяйственных .машинах и, в частности, в навесных сельскохозяйственных машинах и погрузчиках. В сельскохозяйственном машиностроении чаще всего используется нерегулируемый гидропривод, а если гидропривод регулируемый, то, как правило, в основном применяется ручное регулирование и реже автоматическое (рис. 1.1). В зависимости от сложности гидросистем они бывают одноконтурными или многоконтурными, а иногда и с несколькими гидронасосами. В сельскохозяйственном производстве, независимо от направления отрасли(растениеводческое или животноводческое) имеет место большой объем грузо переработки. Подавляющее большинство грузоподьемных мапшп гидрофилировано. В последнее время много внимания уделяется малой механизации, что связано с развитием фермерских хозяйств, В связи с этим гидрофитщрованные машины, и не только грузоподъемные, должны обладать энерго с берега ющими свойствами при переработке грузопотока на всех режимах загрузки исполнительных звеньев. В реальных условиях режимы работы сельскохозяйственных гидрофицированных машин и погрузчиков определяются влиянием следующих элементов: 1) давление в гидроприводе постоянно- изменяется, вплоть до гидроударов, в зависимости от внешней нагрузки, что влияет па 2) Пуск гидродвигателей приводит к увеличению интенсивности колебаний потребляемой энергии, что в свою очередь вызывает скачки давления в гидросистеме. 3) В процессе работы гидродвигателей усилрге в гидросистеме может изменяться в зависимости от изменения углов наклонов звеньев, раскачки вход нога івена и другое. 4) Повышенная загрязненность окружающей среды, воздействие от контакта с агрессивными средами (органические и минеральные удобрении, пестициды, гербециды) длияет на повышенный износ элементов гядродвигатслей, вызывает увеличение сил фения, например, в гидроцилиндрах. При создании новых машин и модернизации существующих обычно стремятся увеличить ресурс, надежность, безопасность, .-энергоемкость, быстроходность, качество, быстродействие, точность, диапазон изменения основных параметров, любыми доступными средствами уменыннгь потери энергии, габариты, стоимость (трудозатраты), металлоемкость и упростить изготовление. Теми же принципами руководствуются и при проектировании гидравлического оборудования, гидравлических приводов и их элементов [55], Указанные тенденции развития обуславливают необходимость решения проблем, связанных с исследованием колебаний и динамических нагрузок, возникающих в элементах конструкции в процессе работы и предопределяющих режимы нагружения [11J. Основной задачей при решении этих проблем является синтез машин и их узлов как динамических систем,, обеспечивающих оптимальные режимы нагружения основных элементов конструкции, " Сельскохозяйственные гидрофицированные машины, как и любые другие, должны отвечать современным требованиям - высокой производительностью, удобством управления, высокой степенью унификации и низкими энергозатратами. В условиях рыночной экономики работа по ресурсосбережению приобретает новое содержание на всех уровнях производства: внедрение ресурсосберегающих технологий в процессы и оборудование; экономия энергии и топлива; повышение качества работ при снижении производственных затрат. Многолетний опыт ученых Волгоградской ГСХА - В.М Герасуна, В.Л. Строкова, В,И. Пындака, А.Ф. Рогачева, А.И. Удовкина, работавших над созданием и совершенствованием гидрофицированных погрузчиков, а также анализ работ российских и зарубежных ученых позволил нам выявить два основных направления совершенствования сельскохозяйственных гидроприводных погрузчиков, которые указаны на рис. 1.2. Современное развитие техники сопровождается ростом энерговооруженности как в целом, так и увеличением мощности единичных машин и скорости выполнения производственных операций, внедрением новых технологических процессов, связанных с использованием энергосберегающих технологий. Одним из перспективных путей повышения технико-эксплуатационных показателей гидрофицированных машин, работающих в повторно-кратковременных режимах, характеризующихся частыми пусками и остановками, является оптимизация переходных процессов. Такой подход возможен с созданием управляемых пуско-тормозных устройств, обеспечивающих регулирование тормозного момента или силы в определенных пределах [7]. Гидроприводы большинства сельскохозяйственных и грузоподъемных машин работают в тяжелых динамических режимах. Температура и загрязненность рабочей жидкости существенно влияют па объемный КПД насоса. При дроссельном регулировании гидропривода происходит интенсивный нагрев рабочей жидкости, что влечет снижение объемного КЦД и приводит к уменьшению производительности машины [80]. В гидрофицированных машинах снижения динамических нагрузок можно добиться регулированием потока рабочей жидкости, однако большая часть энергии потока жидкости в гидроприводе теряется при дросселировании в гидроагрегатах, что приводит к повышению потребления топлива приводным двигателем, в связи с э шм совершенствование гидропривода включает в себя и использование топливосберегающих гидравлических схем. Технологический процесс производства сельскохозяйственной продукции состоит из отдельных операций, и на некоторых из них задействованы гидрофицированные машины циклического действия, поэтому удельная суммарная энергоемкость процесса складывается из удельных затрат энергии по каждой операции [45]. Снижение энергозатрат на одну операцию; в целом позволит снизить суммарные энергозатраты, на весь технологический процесс. В последние годы в связи с повышением стоимости энергии наметилась устойчивая тенденция к развитию энергосберегающих технологий. Большие возможности открываются в этом отношении при совершенствовании гидроприводов, ведь при всех преимуществах, в гидроприводах значительная часть энергии при дросселировании превращается в тепло. В зарубежной практике в подобных случаях успешно осуществляется рекуперация (восстановление) энергии жидкости в результате установки в гидросистемы гидравлических турбин вместо дросселей, образующих систему «мотор- нас ос-турбин a» [64J. Причем до 90-х годов рекуператииные турбшш и агрегаты отечественным машиностроением вообше не выпускались. Наряду с неоспоримыми преимуществами гидрофицированных машин, особенно погрузчиков и экскаваторов нужно отметить, что у гидропривода есть и недостатки: низкий по сравнению с механическим приводом КПД, завышенная в 1,5-2 раза мощность двигателей и меньший коэффициент ее использования, соответственно и повышенный (до 15%) расход топлива. Поэтому актуальной становится задача применения рекуперативного привода, способного дополнить преимущества гидропривода рядом новых технологических возможностей: уменьшение расхода топлива и повышение пр ошво д ител ьно сти. Существуют рекуперативные системы подъема стрелы погрузчика, в которых к энергии насоса при подъеме стрелы добавляется запасенная в пневмогидроаккумуляторе (ПГА) энергия при предыдущем опускании [59]. Но такие системы по разным причинам не нашли достаточного применения в серийных машинах.

Особенности исследования исполнительных гидроприводов машин с гидронасосами

Исследованием гидроприводов сельскохозяйственных машин, в том числе и погрузочных агрегатов с у пру го демпфирующими элементами занимались многие ученые. В Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии такими исследованиями занимались Пындак В.И., Рогачев А.Ф., Лапынин Ю.Г., Несмиянов И.А. и др.

Вопросами динамики гидрофицированных погрузочных агрегатов посвящено много работ таких ученых как Рось Я,В., Морсин В.М., Пындак В.И., Герасун В.М., Рахманин Г.Л„ Бубнов В.Л., Волков Д.П. и многие другие [б, 11, 13, 35, 36, 59, 60, 63, 67J,

В настоящее время разработано множество методов расчета гидрофицированных погрузочных агрегатов с упругодемпфирующими элементами. Анализ этих методов показывает, что современные механизмы рассматриваются как упругие системы с применением теории колебаний, а реальные механизмы принято представлять в виде схем с конечным числом масс, соединенных упругими связями. Причем, крановые механизмы описываются достаточно полно диух- и трехмассовыми системами [28],

При математическом описании динамики систем с элементами автоматического регулирования используют два подхода: первый базируется на передаточных функциях и тесно связанных с ним частотных методах, второй — па методах пространства состояний. По амплитудно-фазовым- и частотным характеристикам можно1 судить- о таких качественных показателях, как запасы устойчивости по амплитуде и по фазе, резонансная частота и т,д. Комбинирование частотных и корневых методов при

У автоматизированном анализе и синтезе линежгых систем высокого порядка часто позволяет получить достаточно полную информацию о системе [32], Из всего разнообразия указанных выше работ следует выделить только те методы, которые наиболее пригодны для исследования рассматриваемой нами системы эластичного привода гидронасоса сельскохозяйственной машины. К их числу следует отнести: Исследование динамики рычажных механизмов с сосредоточенными массами; Исследование динамики гидропривода при наличии упругодемпфирующей связи; Теория колебаний. Изучение динамики многомассовых рычажных систем обычно проводят на основе уравнений Лагранжа II рода [29,57], при этом количество уравнений системы определяется числом обобщённых координат. Описание одно- и двухмассовых систем осуществляется системой дифференциальных уравнений второго порядка. Для составления дифференциальных уравнений движения приведённой массы используются уравнения равновесия сил на поршне используемого гидроцилиндра, уравнения расходов и сохранения неразрывности потока рабочей жидкости. Наиболее характерными нагрузками, действующими на выходное звено гидроприводного рычажного механизма, являются инерционная , весовая и трение. Весовая нагрузка в рычажных механизмах зависит от позиционирования выходного звена, трение же в кинематических цепях механизма имеет характер сухого, поэтому в процессе движения привода коэффициент трения может приниматься.за постоянную величину [10]. Скорость движения штока гидроцилиндра есть функция подачи рабочей жидкости насоса. В качестве выходных параметров, как чравило, можно получить текущие значения координат, скоростей и уско&енийї а также давлений в полостях гидроцилиндра.

Стендовое оборудование для экспериментальных исследований

Для создания более нелинейной характеристики муфты, может использоваться вариант с рычажно-кулисной системой переметцения плунжеров пневмогидроаккумулятора и последовательным соединением упругого и демпфирующего элемента (рис.3,22). На первой полумуфте имеются штифты, поворачивающие рычаги относительно осей на второй полумуфте. Другие кониы рычагов входят в зацепление с ползунами, установленными в направляющих второй полумуфты. На второй полумуфте закреплены плунжерные мшшцилиндры, а между плунжерами цилиндров и ползунами установлены пружины. Полости гидроцилиндров соединены трубопроводом, в который включен дроссель- С целью расширения упру год емпфирующих характеристик муфты к трубопроводам могут быть .подключены Выше было рассмотрено стендовое оборудование для гидроприводов поступательного действия. Для исследования влияния упругодемпфирующих связей на участке передачи энергии «двигатель — гидронасос» в гидроприводах вращательного действия, когда исполнительным звеном является гидромотор, описанный стенд несколько изменялся. Вместо гидроцилиндра поворота колонны к распределителю подключался гидромотор 1 (рис.3.23), к валу которого кренится кривошип 2. Гидромотор крепится на станине 3, на которые установлены упоры 4, на которые воздействует кривошип 2 через упругие элементы 5.

Данное приспособление позволяет имитировать нагрузку на гидромотор при его включении. В другом варианте на вал гидромотора крепился эксцентриковый шкив и исследовался вариант с периодической нагрузкой на вал гидромотора. Для испытания эластичных муфт и снятия их характеристик (АЧХ, жесткостных), разработан дополнительно целый ряд стендового оборудования. гидромотор; 2 - кривошип; 3 - станина; 4 упоры; 5 - упругие элементы Для исследования устройств с упругодемпфирующими элементами на предмет их эффективности и подбора некоторых их параметров разработан стенд (рис 3.24, табл. 3.3), который состоит из бака Б, жидкость из которого забирается насосом Н и подается к распределителю Р. Причем, насос Н приводится в действие от электродвигателя Д через высокоэластичную муфту МЭ с углом закручивания полумуфт относительно друг друга до 45. Нагрузка в гидроприводе задается дросселем ДР1 изменением площади проходного отверстия. Перепад давления на местном сопротивлении ДР1 регистрируется по манометрам МН1 и МН2. После дросселя ДР1 жидкость через распределитель Р и фильтр Ф поступает обратно в бак Б. Задавая нагрузку дросселем ДР1и изменяя при этом жесткость муфты МЭ можно подобрать ее параметры для различных режимов работы гидропривода. Для расширения возможностей стенда к напорной магистрали через вентиль ВН и регулируемый дроссель ДР2 подключен Данный стенд можно использовать для испытания и исследования гидроагрегатов с упругодсмпфируюшими связями, для чего в гидросистеме предусмотрены разрывные муфты МР1 и МР2, Возможно использование стенда как в научных, так и в образовательных целях, например, для проведения лабораторных работ по дисциплине «Гидравлика, гидропривод и гидромашины» [38], Для определения крутильной жесткости и собственной частоты колебаний упругих муфт разработано приспособление для токарно-винторезного (фрезерного) станка. Для определения крутильной жесткости муфты в патрон 1 (рис.3-25) токарію-їшнгорсзітоіо станка закрепляют одну из полумуфт 2. В отверстие под вал другой полумуфты 3 вставляется конусная часть 4 переходного приспособления между г гуфтой и конусом задней бабки 5. Вокруг цилиндрического шкива 6 обвивается гибкая лента 7 (стальная или прорезиненная, в зависимости от нужной величины создаваемого тормозного момента). Один конец ленты закрепляете л в резцедержатель 8, другой через упругий элемент 9 к основанию стайка, причем, для предотвращения перекосов, концы ленты 7 должны быть направлены по одной линии в противоположные стороны. Тормозной момент создается отведением резцедержателя от оси. Определить величину момента можно из выражения М = Я-С-Х-е , где R. - радиус шкииа 6; с - жесткость упругого элемента 9; х - смещение резцедержателя 8; f - коэффициент трения ленты 7 о шкив 6. Для визуального измерения смещения полу муфт 2 и 3 относительно друг друга используется лазерный свегодиод 10, укрепленный на одной полумуфте, например 3. Луч от светодиода 10 отклоняется зеркальцем 11, установленным на полумуфте 2 в перпендикулярном направлении и проектируется на экран 12 со шкалой.

Динамика гидропривода сельскохозяйственного агрсга га с эластичным приводом гидронасоса

При обработке осциллограмм были получены значения давлений в напорной и сливной магистралях, перемещение и ускорение рабочего органа, мгновенной потребляемой мощности и работы, затраченной на выполнение одной однотипной для всех опытов операции подъема-опускания груза заданной массы.

Анализ кривых мгновенной потребляемой мощности из осциллограмм показывает: при использовании эластичной муфты в приводе гидронасоса (при жесткости 55 Н-м/рад) при отключении распределителя, т.е. отключении нагрузки от энергетической установки - двигателя, наблюдается эффект возврата потенциальной энергии, запасенной пружинами муфты. В результате чего в среднем в течение 0,02 ... 0,03 сек. потребляемая мощность энергетической установки падает до нуля (рис.4.1). И чем меньше продолжительность возмущающих динамических наїрузок, тем ярче проявляется этот эффект. За цикл подъема - опускания груза, имитируемого на стенде - модели, суммарное время составляло 0,04...0,06 сек., возв ат потенциальной энергии пружинами муфты даже за такой малый промс« уТОК времени повлиял на суммарную работу, затрачиваемую на операцию подъема, остановки, опускания, остановки и дальнейшего опускания груза. Обработав осциллограммы экспериментальных исследований» в частности кривые мгновенной потребляемой моьдНОСТИ и оцифровав их в табличном процессоре EXCEL методом графического интегрирования были получены кривые изменения работы за цикл (рис. 4.3). Как видно из рис. 4.2 при использован эластичного привода гидронасоса с жесткостью муфты 55 Нм/рад затрачиваемая работа на операцию подъема - опускания груза на 0,91 кДм или на і \% меньше, чем при выполнении той же операции без ЭПГ. При постоянно повторяющихся динамических нагрузках на шток исполнительного цилиндра суммарное время возврата потенциальной энергии пружин эластичной муфты увеличигся, а соответственно и суммарная работа, затрачиваемая на технологическую операцию, будет меньше. Одной из задач исследования было изучение влияния неравномерности подачи насоса на колебания давления в гид{юсистеме и возможность снижения этих колебаний на энергетическую устаь,0ВКу За счет ЭПГ. На рис. 4.4. приведен фрагмент осциллографы изменения давления в гидросистеме в момент увеличения нагрузки. Кривая і описывает изменение давления на участке напорной магистрали, отдаленном 0т насоса, кривая 2 -давление на выходе нагнетательной полости насоса. На кривой 2 видны характерные высокочастотные гармоники, кото( ые могут быть вызваны паразитными наводками на измерительную агпараТуру5 вибрациями и колебаниями давления непосредственно в шестьренном насосе. Кривая I более плавная, это объясняется тем, что нац0рная магистраль стенда представляет собой гибкий рукав, поэтому Зольшая часть колебаний демпфируется в рукаве. Для того, чтобы убедиться в том, что высокочастотные колебания, наложенные на кривую изменения давления на выходе из нагнетательной полости шестеренного насоса не являются паразитными наводками (питание измерительной аппаратуры проводилось от сети 50 Гц) проведен спектральный анализ участка осциллограммы в программе PowerGvaf 2 (рисА5), Видно, что часть высокочастотных колебаний действительно являются шумами (собственные шумы и электромагнитные излучения измерительной аппаратуры и т,я), но явно просматриваю тел ггри пика: 1 - пик амплитуды, соответствующий частоте 50 Гц, это и есть наводки от питающей сети; 2 — пик амплитуды, соответствующий частоте 200 Гц, это частота пульсаций давлений из-за неравномерности эжшьвентного зацепления (i=!450 8/60—193,3 Гц, согласно формуле 2Л5), что подтверждает влияние неравномерности подачи шестеренного насоса на колебания давления и гидросистеме; 3 — пик амплутуды, соответствующей частоте 390 Гц, это частота вибрации, возникающая от механического зацепления шестерен насоса (2f = 2 193,3 = 386,6 Гц по формуле 2.15). Использование эластичных элементов в силовом гидроприводе по сравыегтиго с обычным гидроприводом позволяет уменьшить амплитуду колебаний давления в гидросистеме в среднелг на 35 , .40 кПа. Эффективность применения эластичного привода гидронасоса хорошо видна из рис.4,7. Естественно, при увеличении нагрузки на шток исполнительного гидроцилиндра увеличивается и мгновенная потребляемая мощность ыасоснон установки. Эффективность применения ЭПГ выше при увеличении нагрузки, при нагрузке на шток в интервале 600. „900 Н мгновенная потребляемая мощность в среднем у гидропривода с ЭПГ па 0,35.. ,0,4 кВт меньше, чем у обычного гидропривода.

Похожие диссертации на Повышение эффективности гидроприводов сельскохозяйственного назначения за счет снижения динамической нагруженности энергетической установки