WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Рисунок 6 - Зависимость амплитуды колебаний угла закручивания полумуфт при номинальной загрузке двигателя от отношения момента инерции вращающихся частей насоса к моменту инерции маховых масс двигателя муфты ичной оэласт высок ством посред асоса гидрон д Приво 2 ия инен соед кого жест вом едст поср оса онас гидр вод При 1 Рисунок 7 - Зависимость амплитуды колебаний мгновенной потребляемой мощности от отношения инерционных масс соответственно насоса и двигателя при крутильной жесткости муфты С=75 Нм/рад Исследование математической модели на ЭВМ позволили сделать следующие выводы: амплитуда колебаний давления в гидросистеме с ЭПГ снизилась на 0,03…0,05 МПа по сравнению с обычным гидроприводом, а загрузка первичного двигателя в момент пуска гидродвигателя снизилась в 1,25…1,34 раза. К тому же повысилась плавность работы гидропривода.

В третьей главе «Экспериментальное исследование эластичного привода гидронасоса» приведено описание стендового оборудования, методики экспериментального исследования динамики погрузочного агрегата, проверка адекватности результатов экспериментальных исследований.

Экспериментальные исследования проводились с целью проверки результатов теоретических исследований и определения начальных условий и коэффициентов.

Для решения задач экспериментального исследования создан комплекс стендового оборудования (рис.8), который включает в себя модель стрелового погрузчика 1, маломощную насосную станцию 2, основную насосную станцию 3, измерительно-регистрирующий комплекс 4.

2 Рисунок 8 - Стендовое оборудование для проведения экспериментальных исследований Объектом исследования была оригинальная упругодемпфирующая муфта в приводе гидравлического насоса. На рис 9 и 10 приведен экспериментальный образец упругодемпфирующей муфты с кулачками, имеющими наклонные копирующие поверхности.

Рисунок 9 - Муфта привода насоса в сборе Рисунок 10 - Муфта привода насоса в разобранном виде В связи с принятой гипотезой, заключающейся в том, что применение эластичного привода гидронасоса в гидросистеме позволит снизить динамические нагрузки на энергетическую установку, и соответственно привести к снижению энергопотребления насосного агрегата гидросистемы, в качестве критерия оптимизации было принято значение потребляемой мощности энергетической установки за цикл технологической операции N min, а соответственно и работа, затрачиваемая на операцию А min.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований и их анализ» определены оптимальные параметры гидропривода с эластичным приводом гидронасоса, проведен сопоставительный анализ расчетных и экспериментальных данных.

Для эластичного привода гидронасоса НШ-10 оптимальная крутильная жесткость эластичной муфты составляет 52…58 Нм/рад при нагрузке на шток гидроцилиндра – 320…960 Н.

Анализ кривых мгновенной потребляемой мощности из осциллограмм показывает: при использовании эластичной муфты в приводе гидронасоса (при жесткости 55 Нм/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. цикла подъема – опускания груза, что повлияло на суммарную работу, затрачиваемую на погрузочно-разгрузочную операцию (рис.11,12).

При использовании эластичного привода гидронасоса с жесткостью муфты 55 Нм/рад затрачиваемая работа на операцию подъема – опускания груза на 0,91 кДж меньше, чем при выполнении той же операции без ЭПГ.

3,2,1,0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23Время, с - обычный привод гидронасоса;

- эластичный привод гидронасоса (жесткость муфты 55 Нм/рад).

Рисунок 11 - Диаграмма потребляемой мгновенной мощности за цикл операции при усилии на штоке 640 Н Мощность, кВт 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Время, с - обычный привод гидронасоса;

- эластичный привод гидронасоса (жесткость муфты 55 Нм/рад).

Рисунок 12 - Диаграмма работ за цикл операции при нагрузке на шток 640 Н Использование эластичных элементов в силовом гидроприводе положительно сказывается на динамичность процессов, а в частности, амплитуда колебаний давления меньше, нежели чем в обычном гидроприводе в среднем на 0,04 МПа (рис.13).

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 на 0,35…0,4 кВт меньше, чем у обычного гидропривода (рис.14).

МПа - обычный гидропривод; – ЭПГ с крутильной жесткостью 55 Нм/рад.

Рисунок 13 - Зависимость амплитуды колебаний давления в гидроприводе от нагрузки на шток цилиндра Работа, (х 0,1) кДж - обычный гидропривод; – ЭПГ с крутильной жесткостью 55 Нм/рад.

Рисунок 14 - Зависимость мгновенной потребляемой мощности от нагрузки на шток цилиндра Основным параметром, характеризующим все грузоподъемные механизмы, является коэффициент динамичности. На рис.15 приведены зависимости коэффициента динамичности от усилия на шток исполнительного гидроцилиндра.

Расхождение значений теоретических и экспериментальных данных составляет 3,8%...5,4%.

- обычный гидропривод; – ЭПГ с крутильной жесткостью 55 Нм/рад.

Рисунок 15 - Зависимость коэффициента динамичности от нагрузки на шток цилиндра В пятой главе произведено экономическое обоснование использование эластичного привода гидронасоса в сельскохозяйственном погрузочном агрегате. Как показали расчеты, вследствие снижения энергозатрат на операцию перемещения груза погрузочным агрегатом Т-16М + НПМ-0,годовой экономический эффект на один агрегат составляет 2,45 тыс.руб.

Выводы 1. Эластичный привод насоса, установленный в системе «двигатель-насос», позволяет без уменьшения жесткости силового гидропривода снизить не только потребляемую мощность гидрофицированного погрузочного агрегата, но и уменьшить влияние колебаний давления в гидросистеме на приводной двигатель, что является важным фактором повышения эффективности его работы.

2. Обоснована кинематическая схема упругодемпфирующей муфты, кинетостатический анализ которой показал, что разгон двигателя до номинального режима происходит в течение 1,4 секунды, а при крутильной жесткости муфты 50 Нм/рад и ненагруженном состоянии насоса, угол закручивания полумуфт составляет 2,5…2,9 градуса. В приводе гидронасоса через высокоэластичную муфту, высокочастотная гармоника от неравномерности подачи насоса гасится практически полностью, а низкочастотная составляющая уменьшается по амплитуде в 4…5 раз.

3. Разработанная математическая модель гидропривода с эластичным приводом насоса достаточно полно отражает взаимодействие элементов системы «двигатель-насос» и позволяет на стадии проектирования проводить предварительную оценку параметров гидропривода с упругими связями. По результатам теоретических исследований амплитуда колебаний давления в гидросистеме с эластичным приводом гидронасоса снизилась на 30…50 кПа по сравнению с обычным гидроприводом, а загрузка первичного двигателя в момент пуска гидродвигателя снизилась в 1,25…1,34 раза.

4. Разработана методика и проведены стендовые экспериментальные исследования, которые показали, что введение оптимально подобранного упруго-демпфирующего элемента в систему «двигатель – гидронасос» погрузочного агрегата позволило снизить коэффициент динамичности в 1,1…1,2 раза, а мгновенную потребляемую мощность насоса до 7…12%.

5. Использование упругодемпфирующих элементов в приводе гидравлического насоса способствует снижению амплитуды забросов давления на 35…40 кПа при перегрузках в гидроприводе, что позволит повысить срок службы его уплотнительных элементов.

6. Установлено, что при нагрузке на шток исполнительного гидроцилиндра в пределах 600…800 Н оптимальная крутильная жесткость упругой муфты в приводе насоса НШ-10 находится в пределах 52… 58 Нм/рад.

7. Проведенная технико-экономическая оценка снижения потребляемой мощности насоса, применительно к погрузочному агрегату на базе Т-16М+НПМ-0,5, даст возможность получить годовой экономический эффект – 2,45 тыс.руб.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Несмиянов, И.А. Эластичный привод гидронасоса как способ снижения энергопотребления гидромашин [Текст] /И.А. Несмиянов, В.П. Хавронин // Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2007. – № 6. – С. 45-46.

2. Несмиянов, И.А. Совершенствование гидропривода поворотной колонны погрузчика [Текст] /И.А. Несмиянов, В.П. Хавронин // Проблемы развития машинных технологий и технических средств производства сельскохозяйственной продукции: Материалы научно-практической конференции Пензенской ГСХА. – Пенза, 2002. – С. 194-195.

3. Хавронина, В.Н. Некоторые пути снижения нагруженности элементов конструкции навесного погрузочного манипулятора сельскохозяйственного назначения [Текст] / В.Н. Хавронина, Ю.Г. Лапынин, В.П. Хавронин // Материалы всероссийской научно-технической конференции Волгоградской ГСХА. – Волгоград, 2002.

4. Несмиянов, И.А. Исследование ресурсосберегающих средств в гидрофицированных сельскохозяйственных погрузчиках [Текст] /И.А.Несмиянов, В.П. Хавронин.//Современные технологии и средства механизации и технического обслуживания в АПК: Материалы всероссийской научно-практической конференции Мордовского гос.

университета. – Саранск, 2002.

5. Лапынин, Ю.Г. Пневмогидравлическая связь манипулятора с энергетическим средством. [Текст] / Ю.Г. Лапынин, В.Н. Хавронина, В.П.

Хавронин //Материалы научно-практической конференции Пензенской ГСХА. – Пенза, 2002.

6. Несмиянов, И.А. Стенд для испытания эластичных элементов в гидроприводе. [Текст] / И.А. Несмиянов, В.П.Хавронин // ИЛ ВолгЦНТИ – № 51-098-03. 3 с.

7. Хавронин, В.П. Повышение плавности работы сельскохозяйственного гидропривода. [Текст] / В.П. Хавронин, И.А. Несмиянов // Проблемы АПК.

Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию Победы под Сталинградом. Инженерные науки. – Волгоград, 2003.

8. Несмиянов, И.А. Определение параметров эластичного привода гидронасоса при колебательном воздействии на гидродвигатель. [Текст] / И.А.Несмиянов, В.П. Хавронин //Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства: Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию ВГСХА./Инженерные науки – Волгоград, 2004. – С.26-28.

9. Пат. №2282068. Российская Федерация, МПК7 F16D3/12, F16D3/Упругая муфта [Текст] / Несмиянов И.А., Хавронин В.П.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия - №2005109040/11; заявл. 29.03.05; опубл.

20.08.06, Бюл. №23.

10. Пат. №2282069 Российская Федерация, МПК7 F16D3/12, F16D3/Упругодемпфирующая муфта [Текст] / Хавронин В.П., Несмиянов И.А.;

заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия - № 2005110485/11; заявл.11.04.05; опубл.

20.08.06, Бюл. №23.

11. Хавронин, В.П. Экспериментальные исследования эластичного привода гидронасоса погрузчика [Текст]/ В.П. Хавронин //Актуальные проблемы развития АПК: Материалы международной научно-практической конференции Волгоградской ГСХА – Волгоград – 2005 г.

12. Несмиянов, И.А. Эластичный привод гидронасоса. [Текст] /Несмиянов И.А., Хавронин В.П. //ИЛ ВолгЦНТИ – №51-026-07. 4 с.

13. Несмиянов, И.А. Приспособление для определения характеристик упругих муфт. [Текст] / И.А. Несмиянов, В.П. Хавронин //ИЛ ВолгЦНТИ – №51-046-07. 3 с.

14. Несмиянов, И.А. Упругодемпфирующая муфта. [Текст] / Несмиянов И.А., Хавронина В.Н., Хавронин В.П.//ИЛ ВолгЦНТИ – №34-032-08. 4 с.

15. Пат. 2351819 Российская Федерация, МПК F16d3/12, F16d 3/80. Привод плавного включения [Текст] / Несмиянов И.А., Хавронин В.П., Хавронина В.Н.; заявитель и патентообладатель Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия - № 2007140214; заявл. 30.10.07; опубл.

10.04.09, Бюл. № 10.

16. Пат. 2357129 Российская Федерация, МПК F16d3/12, F16d 3/80.

Высокоэластичная муфта [Текст] / Несмиянов И.А., Хавронин В.П.;

заявитель и патентообладатель Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия - № 2007147097; заявл. 17.12.07; опубл.

27.05.09, Бюл. № 15.

17. Пат.2362916. Российская Федерация Гидравлическая система [Текст] / Несмиянов И.А., Хавронин В.П., Фомин С.Д., Хавронина В.Н.; заявитель и патентообладатель Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия – № 2008113279 заявл.09.04.08; опубл. 27.07.09, Бюл. № 21.

ХАВРОНИН ВИКТОР ПЕТРОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИДРОПРИВОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ ЗА СЧЕТ СНИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать Формат 60х84 1/16. Уч.-изд.л. 1,0. Тир. 100. Зак.

Издательско-полиграфический комплекс ВГСХА «Нива» 400002, Волгоград, Университетский пр-т, 26.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»