Содержание к диссертации
Введение
1. Обоснование целесообразности разработки конструкции гидромолота, цель и задачи исследований 10
1.1. Состояние производства работ, выполняемых гидромолотами. Общая характеристика серийных гидромолотов
1.2. Анализ исследований гидроударных механизмов 19
1.2.1. Анализ работ по исследованию процессов разрушения среды и обоснованию параметров рабочих органов ударных механизмов... ...20
1.2.2. Анализ работ по исследованию воздействия рабочих органов импульсными нагрузками на базовую машину и оператора 26
1.2.3. Анализ работ по исследованию рабочего цикла гидроударных механизмов 28
1.3. Анализ конструкций гидроударных механизмов 34
1.3.1. Классификация и особенности конструктивных схем гидроударных механизмов 34
1.3.2. Анализ принципиальных схем гидроударных механизмов 48
1.4. Органы управления гидроударных механизмов. Особенности конструкции беззолотниковых распределителей 56
1.5. Цель и задачи исследования. Общая методика и структура работы 64
1.6. Выводы по главе 68
2.. Выбор критерия эффективности и путей рационализации рабочего процесса. определение диапазона варьирования основных параметров 72
2.1. Выбор критерия эффективности гидроударного механизма 72
2.2. Рациональный рабочий процесс. Описание предмета исследования 78
2.3. Выбор исходных данных, ограничений и диапазона варьирования основных параметров гидроударного механизма . 85
2.4. Выводы по главе. 96
3. Теоретические исследования работы беззолотникового блока управления и гидроударного механизма 98
3.1. Выбор параметров беззолотникового блока управления 98
3.2. Математическая модель рабочего процесса гидроударного механизма с беззолотниковым блоком управления 105
3.3. Результаты исследований рабочего процесса гидроударного механизма методом математического моделирования 118
3.4. Оценка эффективности гидроударного механизма 141
3.5. Выводы по главе 150
4. Экспериментальные исследования беззолотникового блока управления гидроударного механизма. 155
4.1. Методические особенности экспериментальных исследований. Предмет исследования и лабораторное оборудование ; 155
4.2. Результаты экспериментальных исследований беззолотникового блока управления 164
4.3. Оценка адекватности математической модели гидроударного механизма реальной конструкции. 169
4.4. Выводы по главе 173
5. Практическое применение результатов исследований 176
5.1. Общая методика расчета основных параметров проектирования гидромолота постоянной структуры напорного типа с беззолотниковым блоком управления ... 176
5.2. Результаты расчета экономической эффективности . 178
Основные результаты, выводы и: рекомендации по работе 180
Список использованной литературы
- Анализ исследований гидроударных механизмов
- Выбор исходных данных, ограничений и диапазона варьирования основных параметров гидроударного механизма
- Математическая модель рабочего процесса гидроударного механизма с беззолотниковым блоком управления
- Результаты экспериментальных исследований беззолотникового блока управления
Введение к работе
За предыдущие годы в мировой практике разработано значительное количество гидравлических ударных механизмов с энергией удара от 200 до 30000 Дж и частотой от 4 до 100 Гц, предназначенных для выполнения различных технологических операций /7,9, И ,21,23,40,50,112,124,140/.
Применение гидравлических ударных механизмов позволяет в значительной мере повысить производительность выполняемых работ, связанных с разрушением мерзлого грунта, оснований, фундаментов, асфальтобетонных покрытий и т.д./21,50,111,122,124.,.126/.
Машины ударного действия с гидроприводом имеют более высокий КПД, повышенную долговечность, обусловленную работой ударного устройства при постоянной смазке, меньший шум и загрязнение воздуха в зоне производства работ. Применение гидропривода позволяет в широких пределах регулировать энергию и частоту ударов гидроимпульсной системы/68,91,99,105,141/.
За последние десять лет в строительстве произошли значительные изменения в структуре производства работ, в том числе выполняемых с применением гидромолотов. Изменение объёмов и видов работ, прежде всего, обусловлено- уменьшением крупного производственного и жилищного строительства и переориентацией на работы, связанные с разработкой грунта при обустройстве малоэтажных зданий и сооружений, а также при реконструкции объектов /132/.
В связи с высоким износом оборудования коммунального хозяйства, в последнее время резко возросло количество аварийных и ремонтно -восстановительных работ, связанных с разрушением мерзлого грунта при ремонте теплосетей, систем горячего и холодного водоснабжения в зимний период. При этом выполняемые работы характеризуются небольшими объемами и значительной рассредоточенностью объектов,
часто выполняемых в стесненных условиях плотной городской застройки и промышленных предприятий, что вызывает необходимость использования мобильных, высокоманевренных и относительно недорогих экскаваторов на пневмоходу, обладающих достаточно мощной энергетической установкой для привода гидрооборудования /37,122,126/.
В настоящее время для выполнения работ связанных с разрушением материалов, используются отечественные серийные гидропневматические молоты первого поколения, которые по эффективности выполнения работ значительно уступают зарубежным аналогам и не соответствуют современным требованиям экономичности и вибробезопасности; /7,21,40,110,128/.
Основными направлениями политики Российской Федерации в
области развития науки и технологий на период 2010 года в качестве
приоритетного направления предусматривается развитие
производственных и энергосберегающих технологий /108/.
Учитывая, что резервы модернизации гидромолотов первого поколения практически исчерпаны ill, возникает необходимость разработки научных положений и рекомендаций по разработке гидравлических ударных механизмов нового поколения, позволяющих эффективно выполнять операции связанные с разрушением мерзлых и прочных грунтов.
В настоящее время, наибольшее распространение получили конструкции гидроударных механизмов, с золотниковыми и клапанными распределителями. Таким органам управления, наряду с достоинствами (компактность, уравновешенность от статических сил давления жидкости, легкость в управлении и т.д.) свойственны определенные недостатки, как технологического, так и эксплуатационного характера: сложность и трудоемкость изготовления прецизионных пар, ограниченное
7 быстродействие, облитерация и защемление плунжеров механическими частицами, низкая ремонтопригодность /84,113/.
В решении данной проблемы наиболее перспективным было создание в СибАДИ способа управления распределителем с упругими оболочками и разработкой на его основе ряда конструкций гидроударных механизмов с. беззолотниковыми органами управления: Применение кольцевых запорно — регулирующих элементов, имеющих меньшую массу и силы: трения і (по- сравнению с золотниковыми и клапанными элементами), позволило повысить быстродействие срабатывания органа управления, уменьшить затраты мощности на управление, увеличить выходные энергетические характеристики гидроударного механизма /77,78,118/.
Гидроударные механизмы являются сложными устройствами, создание которых невозможно без детального и системного изучения их функциональных элементов. В связи с этим, большое значение приобретает разработка научных, положений и практических рекомендаций, позволяющих в полной мере исследовать и выбрать рациональные параметры гидроударного механизма.
Целью работы является повышение эффективности разработки мерзлых и прочных грунтов экскаваторами с применением гидромолотов на основе гидроударных механизмов постоянной структуры напорного типа с беззолотниковым блоком управления^
Научную новизну работы определяют разработанная
математическая модель гидромолота на основе гидроударного механизма
постоянной структуры напорного типа с беззолотниковым блоком
управления; результаты теоретических исследований влияния
конструктивных параметров на выходные характеристики гидромолота к
экскаватору; результаты экспериментальных исследований
8 беззолотникового блока управления гидроударного механизма постоянной структуры напорного типа.
Практическая ценность работы заключается в создании новых схем гидроударных механизмов постоянной структуры напорного типа с беззолотниковым блоком управления; в создании программного обеспечения для решения? на ЭВМ-задач динамики и выбора основных параметров гидроударных механизмов; разработке: экспериментального образца блока; управления; в разработке инженерной методики расчета основных параметров гидромолота постоянной структуры напорного типа с беззолотниковым блоком управления для повышения эффективности разработки мерзлых и прочных грунтов.
На защиту выносятся: принципиальные схемы гидравлических ударных механизмов, постоянной структуры напорного типа с беззолотниковым блоком управления; математическая модель гидромолота на основе гидроударного механизма постоянной структуры напорного типа с беззолотниковым блоком управления; результаты исследования математической модели и экспериментального блока управления с кольцевыми запорно - регулирующими элементами; инженерная методика расчета основных параметров гидромолота с беззолотниковым блоком управления.
Реализация работы. Инженерная методика расчета основных параметров гидромолотов постоянной структуры напорного типа с беззолотниковым блоком управления передана в ФГУП КБ "Транспортного машиностроения", а также внедрена в учебный процесс и используется в курсовом и дипломном проектировании при разработке гидравлических ударных механизмов по специальности 170900 "Подъемно - транспортные, строительные дорожные машины и оборудование" в СибАДИ.
Результаты исследований использованы при выполнении НИР в плане межвузовской научно - технической программы "Строительство",. "Архитектура и строительство" Минобразования РФ с 1991 по 1999 годы.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на 50-59-й научно-технических конференциях СибАДИ (г.Омск, 1990-1999 гг.); на международной научно - практической конференции "Дорожно - транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура" (г.Омск, 21-23 мая 2003 г.); на 43-й международной научно — технической конференции ААИ "Проблемы создания и эксплуатации автомобилей, специальных и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего Севера" (г.Омск, 24-25 сентября 2003 г.).
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе получены авторское свидетельство и патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. В целом работа содержит 250 страниц, 68 рисунков, 13 таблиц, список литературы из 157 наименований и приложения на 52 страницах.
Работа выполнена на кафедре "Подъемно-транспортные, тяговые машины и гидропривод" Сибирской государственной автомобильно — дорожной академии.
Анализ исследований гидроударных механизмов
Основные тенденции развития парка дорожно - строительных машин, и широкое распространение объемного гидропривода в качестве источника энергии для привода рабочего оборудования, предопределило развитие новой группы импульсных систем для механической разработки мерзлых и прочных грунтов: гидравлических ударных механизмов.
Машины ударного действия с гидроприводом имеют высокий КПД; повышенную долговечность, обусловленную работой ударного устройства при постоянной смазке, меньший шум и загрязнение воздуха в зоне производства работ. Применение гидропривода позволяет в широких пределах регулировать энергию и частоту ударов гидроимпульсной системы /48,68,99,102,107/.,
Промышленное развитие гидропривода и применение его в качестве энергоносителя для исполнительных рабочих органов дорожно - строительных машин и механизмов было бы невозможным без фундаментальных теоретических основ которые разработаны в трудах Т.В.Алексеевой, Т.М.Башты, Д.Блекборна, В.А.Васильченко, В.СЛейко, Е.Ю.Малиновского, В.Н.Прокопьева, А.Х.Хандроса, В.А.Хохлова и др /2,3,4,34,35,39,42,91,96,120,146,147/.
Разработка ударных механизмов тесно связанна с вопросами взаимодействия рабочего органа с обрабатываемой средой. Основные положения процесса взаимодействия рабочих органов строительных машин с разрабатываемой средой рассмотрены; в работах К.А Артемьева, В.Л.Баладинского, В.И.Баловнева, Ю,А.Ветрова, ГЛХВолкова, А,Н. Зеленина, И.А.Недорезова, Н.А.Цытовича и др /4,20,24... 30,43,44,47,70,71,101,102,148/.
Большой вклад в развитие теории вибрационных и ударных машин и механизмов внесли А.Я. Виба, В.Ф.Горбунов, Р.А.Иванов, Э.Э. Лавендел, В.Б.Соколинский, Б.В.Судишников, Н.П.Ряшенцев, А.И.Федулов, и др /45,46,61,62,73,74,87,88,129,130,141...145,151/. Вопросы разработки теории и конструирования гидравлических импульсных систем рассмотрены в работах О.Д.Алимова, СА.Басова, Н.С.Галдина, Ю.В.Дмитревича, Д.Н.Ешуткина, А.Ф.Кичигина, А.Г.Лазуткина, Г.ГЛивень, Г.Л.Полонского, А.С.Сагинова, Ю.М.Смирнова, И.А.Янцена и др /6... 11,32,33,48.. .53,61,69,89,90412,124,154.. .157/.
Работы по созданию гидравлических ударных механизмов ведутся в Англии, Германии, Польше, США, Франции, Финляндии, Швеции, Японии. В общем случае, разработка гидроударных механизмов проводится в трех направлениях: 1. Исследование процессов разрушения среды и обоснование параметров рабочих органов ударных механизмов. 2: Исследование воздействия рабочих органов импульсными нагрузками на базовую машину и оператора. 3. Исследование рабочего цикла гидроударных механизмов с целью выбора рациональных конструктивных параметров, позволяющих с максимальной эффективностью выполнить поставленную задачу. 1,2.1. Анализ работ по исследованию процессов разрушения среды и обоснованию параметров рабочих органов ударных механизмов
Исследования процессов разрушения мерзлых грунтов ударным способом проводились в ОАО ВНИИстройдормаш, МАДИ, ИГД СО АН, ИГД им, А.А.Скочинского, ЦНИИСе, КарПТИ и др. организациях /54,75,98,101402,142...145/.
Мерзлыми называют грунты, имеющие отрицательную или нулевую температуру, в которой хотя бы часть воды превратилась в лед /143/.
Мерзлый грунт представляет четырехкомпонентную систему, состоящую из минерального скелета, льда, незамерзшей воды, и воздуха. В естественном состоянии без наличия ледяных включений в виде прослоек, линз и т.п. мерзлый грунт может содержать минерального скелета 40...80 процентов, незамерзающей воды 0...37,3 процентов, льда 10,2...63,8 процента, и газообразной составляющей 0,1 ...10,4 процента /145/.
Ударное разрушение грунтов представляет собой сложный процесс, состоящий из нескольких стадий: упругой,- пластической, трещинообразования и собственно1 разрушения. Создание активных рабочих органов требует дальнейшего изучения процессов динамического разрушения мерзлых и прочных грунтов с учетом их особенностей и свойств.
Исследованиями НА. Цытовича, А.Н.Зеленина установлено, что основными показателями,, определяющими физико - механические свойства мерзлых грунтов, являются температура, влажность, содержание незамерзшеи воды, гранулометрический состав /70,148/.
Для всех грунтов с понижением их температуры сопротивляемость разрушению и энергоемкость возрастает. Это объясняется уменьшением незамерзшеи воды, повышением содержания льда цемента и увеличением сил межмолекулярного сцепления. Мерзлые грунты при температурах до минус 4 С пластичны, а при более низких температурах становятся хрупкими. При этом для хрупких грунтов наиболее эффективным методом разрушения является; ударный /145/.
С повышением влажности грунта возрастает его прочность, так как увеличивается поверхность смерзания частиц минерального скелета со льдом.
В зависимости от гранулометрического состава грунты при разрушении проявляют упругие или пластические свойства. Хрупкое разрушение с проявлением упругих свойств наблюдается у влагонасыщенных песков. Глинистые грунты разрушаются при наличии пластических деформаций.
В связи со значительным разнообразием основных характеристик, актуальной становится задача выбора типа грунта и его расчетных параметров в исследованиях.
Выбор исходных данных, ограничений и диапазона варьирования основных параметров гидроударного механизма
Учитывая, что в настоящее время вторая размерная группа экскаваторов является одной из наиболее многочисленных, а производителями ставится задача расширения номенклатуры навесного рабочего оборудования к выпускаемой технике /38/, в данном исследовании выбор параметров разрабатываемого гидромолота приводится на примере одноковшового гидравлического экскаватора II - ой размерной группы.
Для случая, когда гидромолот разрабатывается для размерного ряда машин, исходные данные ударного механизма можно выбрать, воспользовавшись рекомендациями, приведенными в таблицах 1.1.1 и 1.1.3.
Кроме этого, исходные данные для расчета можно выбрать, используя аналитические зависимости, приведенные в работе /50/. Масса гидромолота и базового экскаватора связаны между собой зависимостью; М(тэ) = 157,36 + 27,9тэ + 1,028т, (2.3.1) где М-масса гидромолота, тэ - масса экскаватора. Удельная единичная энергия удара в зависимости от массы гидромолота определяется: Ащ (М) = 2,009 + 0,00016М. (2.3.2) Масса гидромолота и энергия единичного удара связана между собой зависимостью: М(Ау) = 3,2 + 0,5704Ау -0,000035Ау2, (2.3.3) где Ау — энергия единичного удара. Масса гидромолота в зависимости от его ударной мощности определяется по формуле: M(Ny) = -126,05 + 74,85Ny, (2.3.4) где Nv - ударная мощность гидромолота.
Для суглинка рекомендуемые приближенные значения удельной энергии, приходящейся на единицу длины рабочего инструмента, с учетом прочностных параметров, можно рассчитать по следующей зависимости: /36,49/. Тпог= 0,00020-Су2 +0,06767-Су +7,18341, (2,3.5) где. Тпог - погонная энергия удара; Су - прочность грунта (число ударов плотномера ДорНИИ).
Учитывая, что одним из показателей ударных машин, определяющих технологическую эффективность, является: скорость соударения бойка с инструментом, эту величину также целесообразно принимать как исходную при выборе гидроударных устройств. Допустимая скорость соударения Рб выбирается из условия контактной прочности элементов и для современных материалов ограничивается значениями Р$ =8 м/с/7,124/.
Особенности взаимодействия І ударной машины с обрабатываемой средой проявляются также в изменении величины послеударной скорости подвижной массы, оцениваемой коэффициентом R восстановления скорости соударения. Учитывая, что для ациклических систем коэффициент восстановления скорости существенно влияет на значения коэффициента KF отношения сил холостого и рабочего хода, а также на величину среднего допустимого усилия подачи Fp, для отбойных механизмов рекомендуется принимать его в диапазоне 111: 0,30 R 0,35. (2.3.6)
На другие характеристики ациклических систем коэффициент R восстановления скорости влияет незначительно, особенно в диапазоне его изменения для отбойных машин (R 0,35). От этой величины не зависит энергия удара и незначительно зависит ход бойка. Эта выявленная закономерность динамики ациклических систем позволяет принимать значения R=0 при выборе данных параметров ациклических систем 111.
При разработке ациклических гидроударных механизмов особое внимание уделяется вопросам оптимального выбора соотношения внутренних сил в камерах рабочего и холостого хода, характеризуемого безразмерным коэффициентом KF соотношения сил и определяемого как: KF= - (2.3.7) рх
Коэффициент KF определяет динамические и энергетические показатели системы и в общем случае является одним из критериев, определяющих эффективность функционирования ударного механизма. В связи с этим одной из задач, решаемых при выборе основных параметров, является обоснованный выбор коэффициента KF из условия обеспечения рационального рабочего процесса.
Эффективность работы гидроударного механизма в значительной степени обусловлено величиной постоянного усилия подачи рабочего органа к разрабатываемой среде. Одним из ограничений, которые необходимо учитывать при выборе параметров гидравлических ударных механизмов, является усилие Fp подачи, оказываемое на корпус ударного механизма рабочими гидро цилиндрами. Усилие подачи рабочего гидроцилиндра определяется : Fp-P-Su, (2.3.8) где Р — рабочее давление в гидросистеме, Па, Su — рабочая площадь поршня гидроцилиндра, м2.
Математическая модель рабочего процесса гидроударного механизма с беззолотниковым блоком управления
Из ранее выполненных исследований известно, что гидроударные механизмы можно представить в виде расчетной схемы, основными элементами которой являются: источник питания (насос); напорная и сливная гидролинии с сетевыми гидропневмоаккумуляторами; исполнительный механизм, включающий корпус и подвижные массы (поршень-боек) с рабочими камерами; орган управления. Обратная связь между исполнительным механизмом и органом управления осуществляется по пути перемещения поршня - бойка /23,51,53,63,124,125,156,157/.
Строгое математическое описание движения бойка и корпуса ударного механизма приводит к системе нелинейных дифференциальных уравнений.
Рядом авторов /10,51,53,89,125/ показано, что представление гидроударного механизма моделью с дискретными силами и связями не вызывает существенных искажений при исследовании динамических процессов. Поэтому, при исследовании процесса работы гидроударного механизма, весь рабочий цикл разбивается на основные фазы: взвод подвижных масс, торможение и рабочий ход. Фаза рабочего хода заканчивается соударением бойка с хвостовиком инструмента и характеризуется силой; сопротивления грунта (коэффициентом восстановления скорости), временем соударения и глубиной внедрения инструмента в массив.
Таким образом, при разработке гидроударного механизма необходимо исследовать внутренние связи системы "исполнительный механизм - орган управления - среда".
Перспективным направлением в выполнении таких исследований является метод математического моделирования с применением ЭВМ,, позволяющий расширить диапазон исследований, осуществить выбор рациональных параметров гидромолота и обосновать рекомендации для инженерного проектирования /1,96,120/.
Математическую модель гидромолота постоянной структуры напорного типа с кольцевыми запорно-регулирующими элементами (ЗРЭ) составляют: уравнения движения подвижных элементов (поршня-бойка, корпуса), уравнения расходов рабочей жидкости в камерах рабочего и обратного хода, формирующие коэффициенты и логические операторы. Перемещение подвижных элементов гидромолота, в соответствии с основным законом динамики, описывается дифференциальными уравнениями с учетом всех действующих сил, включая силы инерции движущихся масс. Расход рабочей жидкости в полостях гидроударного механизма и гидролиниях описывается уравнениями расхода с учетом приведенной упругости рабочей жидкости в гидросистеме /34,35,60,96,120/.
Для выявления особенностей влияния основных параметров гидромолота на его выходные показатели с целью выбора рациональных зон основных конструктивных параметров, при заданных ограничениях, разработана расчетная схема гидравлического ударного механизма с беззолотниковым блоком управления, учитывающая параметры насосной установки и грунта, а также параметры исполнительного механизма и блока управления.
Основными функциональными элементами схемы (рис. 3.2.1) являются: - камеры рабочего и обратного хода, корпус, боек, беззолотниковый блок управления с двумя кольцевыми запорно-регулирующими элементами ЗРЭ1 и ЗРЭ2, сливная и напорная гидролинии с гидропневмоаккумуляторами,
При составлении математической модели приняты следующие допущения; /1,23,42,51,53,80,96,120,124,125/: Рабочая жидкость имеет постоянные параметры: (плотность, вязкость, модуль упругости). Внутренние перетечки в ударном механизме являются незначительными и в расчетах не учитываются. Боек и корпус абсолютно жесткие. Инерционная составляющая сил рабочей жидкости в камерах ударного механизма и гидролиниях не учитывается. Сила сухого трения манжет о корпус находится в линейной зависимости от давления жидкости /125/. Волновые процессы в гидролиниях не рассматриваются. Разрыва потока рабочей жидкости не происходит. Подача насоса постоянна. Масса диафрагмы и жидкости в гидравлической полости сетевого гидропневмоаккумулятора не учитывается /125/. Давление газа в гидропневмоаккумуляторе изменяется по линейному закону /80,125/. Реакция грунта учитывается коэффициентом восстановления скорости.
Анализ работ /51,53,63,78,100,118/, посвященных математическому моделированию блока управления с упругими запорно-регулирующими элементами показывает, что существуют различные подходы к описанию этого функционального элемента. Выбор метода математического описания запорно-регулирующего элемента определяется его назначением и задачами, поставленными при исследовании.
Результаты экспериментальных исследований беззолотникового блока управления
При исследовании беззолотникового блока управления в качестве типового воздействия использовалась единичная ступенчатая функция, представляющая собой мгновенное изменение величины входного воздействия. По полученным осциллограммам рабочего процесса беззолотникового блока управления определялись характеристики переходного процесса: - время -Zi чистого запаздывания, время т2 первого согласования и время t„ переходного процесса.
В качестве отклика, характеризующего качество функционирования распределителя с кольцевыми запорно — регулирующими элементами, принимали время tn переходного процесса.
Под продолжительностью переходного процесса принималось время от начала процесса до того момента, когда разность между текущим и установившимся значением выходного параметра находилось в пределах ± 5 процентов.
Под временем срабатывания кольцевого запорно-регулирующего элемента принималось время т2 первого согласования, за которое регулируемая величина первый раз достигла своего установившегося значения выходного параметра /72,114/.
При этом входом системы было принято изменение управляющего давления на кольцевом ЗРЭ. Выходным параметром системы принималось изменение давления в рабочей гидролинии при срабатывании ЗРЭ.
Как показывает анализ предшествующих исследований, существенными факторами, влияющими на отклик при работе кольцевых ЗРЭ, оказывают рабочее давление Р и подача насоса Q. При проведении экспериментальных исследований работа установки осуществлялась в режиме постоянного расхода. Подача насоса Q изменялась в диапазоне (0,75...1,5) -10" м /с, с интервалом варьирования 0,375 10 м/с, 165 а давление P в гидросистеме, при помощи нагрузочного дросселя, устанавливалось в диапазоне 8... 12 МПа с интервалом варьирования 2 МПа. На рис. 4,2.1 приведена типовая осциллограмма рабочего процесса беззолотникового блока управления при переключении ЗРЭ.
Анализ полученных осциллограмм позволил классифицировать процесс изменения давления жидкости в гидросистеме как колебательный сходящийся процесс. Время чистого запаздывания хх, характеризуемое изменением давления Р и Р2 в рабочей гидролинии, при срабатывании ЗРЭ по отношению к соответствующему давлению Руї и РУ2 в полостях управления находилось в диапазоне 0,003...0,01 с.
Время т2 в значительной степени определяется массой рабочей жидкости в управляющей гидролинии и гидравлическими характеристиками управляющего распределителя /78/. Для реальных условий эксперимента указанное время составило 0,006...0,016 с.
Время tn переходного процесса изменения давления Pi и Рг для указанных условий эксперимента составляло 0,01 ...0,03 с.
Результаты экспериментальных исследований времени срабатывания ЗРЭ при постоянном расходе приведены на рис.4.2.2, где для сопоставления приведены теоретические зависимости рассчитанные по формуле (3.1.4).
Экспериментальные исследования реального быстродействия беззолотникового блока управления при постоянном перепаде давления проводились на ЦНИПе НПО ВНИИСДМ /118/.
Для проведения данных исследований был разработан стенд и измерительная аппаратура. В качестве первого каскада управления использовался модернизированный золотниковый распределитель с электромагнитным управлением типа ЗСУ-8 исполнения У4690.90. Быстродействие данного распределителя составляло 0,45 х 10" с. 166 0449791919365845153413557169 Рис. 4.2. К Типовая осциллограмма изменения давления при срабатывании запорно-регулирующих элементов беззолотникового блока управления (QH = 1,5 10 3 м3/с, Р = 8 МПа) Схема подключения управляющего распределителя к беззолотниковому блоку управления позволяла поочередно соединять полость управления ЗРЭ к напорной или сливной гидролиниям. Давление в гидросистеме регулировалось предохранительным клапаном, установленным в напорной гидролинии. При этом заданный перепад давления на ЗРЭ осуществлялся путем изменения параметров настройки предохранительного клапана.
Измерительная схема стенда позволяла непосредственно измерять перемещение ЗРЭ путем выделения двух импульсов,, соответствующих размыканию (когда контактная площадка ЗРЭ отходила от кольцевого выступа проходника) и последующему замыканию (первое касание контактной площадки корпуса блока управления) нагрузочной цепи источника питания. Используемый при записи частотомер 43 - 54 позволил измерять интервалы времени с точностью выше что обеспечило высокую точность результатов измерений /118/.
