Поліпшення експлуатаційних характеристик об'ємних гідродвигунів поступального руху в складі гідроагрегатів шляхом компенсації впливу нерівномірної подачі насоса

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.05.17 – гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. – Сумський державний університет, Суми, 2015 р. Вирішується важлива науково-практична задача: поліпшення експлуатаційних характеристик об’ємних гідродвигунів поступального руху у складі гідроагрегатів. Аналіз гідроагрегатів, у яких гідравлічними двигунами виконуються високоточні операції в умовах надвисокого тиску виявив складнощі в реалізації традиційних методів забезпечення рівня вібрації та точності руху його елементів. Дана робота присвячена дослідженню альтернативного методу забезпечення контрольованого руху вихідної ланки гідродвигуна при пульсуючій подачі насоса для випадку, коли традиційні методи гасіння пульсацій використовувати недоцільно. Вирішення даної задачі реалізується концепцією компенсації впливу нерівномірної подачі насоса за допомогою використання регульованого гідравлічного дроселя в зливній лінії гідроагрегатів. Уточнюються базові математичні залежності, об'єднані в математичну модель гідравлічного агрегату, призначеного для поздовжньої деформації шпильки в процесі монтажних операцій з корпусними частинами насоса. На базі математичної моделі визначаються параметри тиску та витрат у порожнинах гідроагрегатів, при забезпеченні яких рух вихідної ланки гідродвигуна буде рівномірним. Створена нова конструкція регульованого гідравлічного дроселя. Визначено, що максимальне відхилення від ідеального рівномірного руху із застосуванням дроселя зменшується у 3,1 рази відносно роботи системи без дроселя. Середнє відхилення від рівномірного руху із застосуванням регульованого гідравлічного дроселя зменшується у 3,5 рази. У роботі надаються рекомендації щодо застосування запропонованого методу та визначення параметрів елементів гідроагрегатів.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.17 - гидравлические машины и гидропневмоагрегаты. - Сумский государственный университет, Сумы, 2015. В диссертационной работе решается важная научно-практическая задача: улучшение эксплуатационных характеристик объемных гидродвигателей поступательного движения в составе гидроагрегатов. Для ряда гидроагрегатов, выполняющих технологические операции деформации материалов, существует необходимость обеспечения контролируемого уровня вибрации и точности. Основными проблемами в обеспечении контролируемого движения выходных звеньев гидравлических двигателей является неравномерная подача насоса. Анализ гидроагрегатов, в которых гидравлическими двигателями выполняются высокоточные операции в условиях сверхвысокого давления выявил трудности в реализации традиционных методов обеспечения гашения пульсаций давления в системе питания. Таким образом, данная работа посвящена исследованию альтернативного метода обеспечения компенсации влияния пульсации подачи насоса на движение выходного звена гидравлического двигателя для случая, когда традиционные методы использовать нецелесообразно. Решение данной задачи реализуется концепцией компенсации влияния неравномерной подачи насоса посредством использования регулируемого гидравлического дросселя в сливной линии гидроагрегата. Исследование расширяет спектр методов обеспечения контроля движения выходных звеньев гидравлических двигателей в целом. В диссертации уточняются базовые математические зависимости, объединенные в математическую модель гидравлического агрегата, предназначенного для продольной деформации шпильки в процессе монтажных операций с корпусными частями насоса. На базе математической модели определяются параметры давления и расхода в полостях гидроагрегата, при обеспечении которых движение выходного звена гидравлического двигателя будет равномерным. Доказано преимущество способа управления движением выходного звена, заключающегося в установке дросселя в сливной линии гидроагрегата. При этом изменением дросселирующей щели предусматривается обеспечение расчетных параметров расхода и давления. На основе анализа существующих дроссельных элементов и особенностей рассматриваемого гидроагрегата создается новая конструкция регулируемого гидравлического дросселя. В работе описывается методика и результаты экспериментального определения коэффициента дросселирования. В экспериментальной части работы исследуется и сравнивается работа гидроагрегата с применением регулируемого гидравлического дросселя в сливной линии и без его применения. Анализ ведется по параметрам максимальных мгновенных отклонений и среднего значения отклонения от условного идеально равномерного движения. Проведенные экспериментальные исследования гидроагрегата, состоящего из гидравлического двигателя, насоса и регулируемого гидравлического дросселя подтверждают целесообразность применения предложенного метода компенсации пульсаций давления. Подтверждается адекватность уточненной математической модели рабочего процесса. По результатам статистической обработки экспериментальных данных определено, что максимальное отклонение от идеального равномерного движения с применением дросселя уменьшается в 3,1 раза по сравнению работы системы без дросселя. Среднее отклонение от равномерного движения с применением РГД уменьшается в 3,5 раза. В работе приводятся рекомендации по применению предложенного метода и определения параметров элементов гидроагрегата.

Thesis for a Candidate’s Degree in Technical Sciences: speciality 05.05.17 - Hydraulic machines and hydropneumatics aggregates. – Sumy State University, Sumy, 2015. The thesis solves an important scientific and practical task, namely the improvement of operating characteristics of linear motion volumetric hydraulic drives included to the hydraulic units. The analysis of the hydraulic units, where the hydraulic drives perform high-precision operations in terms of ultrahigh pressure, showed difficulties in traditional methods realization of assuring of vibration level and the elements movement precision. The present thesis focuses on the alternative method investigation of controlled motion of hydraulic drive output link while fluctuating pump flow for the case when traditional fluctuation suppression methods are not reasonable to use. The current problem is solved by the conception of uneven pump flow compensation by means of the variable displacement hydraulic throttle application in the drain line of the hydraulic unit. The paper specifies basic mathematical relations that are united in a mathematical model of hydraulic unit for longitudinal stud deformation when mounting with pump body parts. On the basis of the mathematical model defined pressure and discharge parameters in the cavity of the hydraulic unit; when providing them the motion of the hydraulic drive output link is even. The new construction of controlled hydraulic throttle has been created. It was defined, that the maximum deviation from the ideal even motion with the throttle application decreases by 3.1 relative to the system operation without the throttle. The average deviation from the even motion with the controlled hydraulic engine application decreases by 3.5. The recommendations as for the suggested method application and definition of hydraulic unit elements parameters are given in the present thesis.