Научная статья на тему 'Оптимизация метода контроля механической мощности гидравлических приводов сельскохозяйственных машин'

Оптимизация метода контроля механической мощности гидравлических приводов сельскохозяйственных машин Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
33
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ / МОМЕНТ ИНЕРЦИИ / ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ / МЕХАНИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ / ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ МОМЕНТ

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Фоминых А. М.

Основная проблема развития методов бестормозных испытаний гидравлических двигателей, установленных на транспортных средствах, на сегодняшний день это необходимость определения момента инерции вращающихся масс. Современный уровень развития позволяет определять его только через проведение тормозных испытаний гидравлических двигателей [1], а для этого гидравлический двигатель необходимо демонтировать с транспортного средства, что сводит на нет все преимущества бестормозного метода испытаний (рис. 2). Целью является повышение точности измерения момента инерции гидравлического двигателя, а также повышение энергоэффективности современных методов измерений момента инерции. Цель достигнута путем разработанного нами метода бестормозного определения момента инерции гидравлического двигателя. При проведении измерений предлагаемым методом увеличивается точность получаемых результатов. Метод является бесконтактным поэтому имеет высокую энергоэффективность. Инерционный метод обладает широкой применимостью для различных форм и модификаций гидравлических двигателей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Оптимизация метода контроля механической мощности гидравлических приводов сельскохозяйственных машин»

ные органы как у растущих перепелят, так и у взрослых перепелок развиваются лучше, чем у аналогов, не подвергнутых дополнительному освещению. Эта разница еще более резко проявляется при сравнении степени развития (абсолютный и относительный вес) этих органов у птиц, получавших дополнительное освещение с аналогичными органами птиц, содержавшихся при искусственно укороченном световом дне общей длительностью 8 часов.

Список литературы:

1. Барабой В.А., Денисьевский А.В., Козленко Г.Ч. Об ультрафиолетовом облучении инкубационных яиц // Птицеводство. - 1965. - № 12. - С. 27-28.

2. Горбунова О. Можем, если захотим: «Золотые» яйца» // Российская аграрная газета. - 17.11.2006. - № 44 (78).

3. Злочевская К. Современный генофонд сельскохозяйственной птицы // Птицеводство. - 1995. - № 1. - С. 42-43.

4. Андреев Д.С. Суточные биоритмы кур / Д.С. Андреев, ВЧ. Щербатов // Животноводство России. - 2009. - № 4. - С. 11-12.

ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДА КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН

© Фоминых А.М.*

Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола

Основная проблема развития методов бестормозных испытаний гидравлических двигателей, установленных на транспортных средствах, на сегодняшний день - это необходимость определения момента инерции вращающихся масс. Современный уровень развития позволяет определять его только через проведение тормозных испытаний гидравлических двигателей [1], а для этого гидравлический двигатель необходимо демонтировать с транспортного средства, что сводит на нет все преимущества бестормозного метода испытаний (рис. 2).

Целью является повышение точности измерения момента инерции гидравлического двигателя, а также повышение энергоэффективности современных методов измерений момента инерции. Цель достигнута путем разработанного нами метода бестормозного определения момента инерции гидравлического двигателя.

При проведении измерений предлагаемым методом увеличивается точность получаемых результатов. Метод является бесконтактным по-

* Аспирант кафедры Транспортно-технологических машин. Научный руководитель: Егоров А.В., кафедра Транспортно-технологических машин, кандидат технических наук.

этому имеет высокую энергоэффективность. Инерционный метод обладает широкой применимостью для различных форм и модификаций гидравлических двигателей.

Ключевые слова гидравлический двигатель; момент инерции; энергоэффективность; механическая мощность; гидродинамический момент.

Механическая мощность Рмех, развиваемая вращающейся гидравлической машиной (рис. 1), пропорциональна гидродинамическому моменту МПД, действующему на ее ротор, и угловой скорости вращения ротора ю.

Рмех = МПД Ю. (1)

Таким образом, важной задачей гидродинамического расчета любой гидравлической машины является определение гидродинамического момента МГд, который приложен к ее вращающейся части и играет решающую роль в процессе преобразования энергии, происходящем в гидравлической машине.

Гидродинамический момент может быть определен непосредственным методом [2]. Непосредственное измерение момента осуществляется следующими способами: статическим, измерением суммарного момента и динамическим.

При использовании статического способа момент определяют с помощью моментомеров при установившейся частоте вращения ротора. Сняв семейство точек механического момента при различной частоте вращения, получают статическую механическую характеристику. К недостаткам этого способа следует отнести большой нагрев двигателей при определении момента вне рабочей зоны механической характеристики двигателя, что удлиняет время испытаний, ведет к нестабильности измерений из-за неустановившегося теплового процесса.

Рис. 1. Внешний вид гидравлического двигателя зерноуборочного комбайна

Способ измерения суммарного момента основан на измерении момента, действующего на статор двигателя и численно равного моменту, действующему на его ротор. Способ позволяет определить вращающие моменты как при установившемся режиме работы, так и при переходных процессах. Основным недостатком этого способа является необходимость крепления двигателя к измерительному механизму. Технологический разброс размеров двигателя приводит: к смещению его центра тяжести относительно оси поворота прибора, что может привести к погрешностям при измерении.

Рис. 2. Схема расположения узлов гидравлических двигателей и приводов

Динамический способ определения вращающего момента основан на измерении ускорения двигателя при пуске на холостом ходу. В этом режиме уравнение движения, если не учитывать механические потери, имеет следующий вид:

7 • Лю]Л = Ипд, (2)

где 3 - момент инерции ротора двигателя, Н-м-с2; ёа>/Ж - ускорение ротора, с2; МГд - гидродинамический момент двигателя, Н-м.

Как видно из формулы (2), динамический момент можно определить с помощью акселерометров (датчиков ускорения) различного типа, тахометров и датчиков углового перемещения, что весьма экономично и достаточно точно по сравнению с другими способами, но только если известен момент инерции ротора.

В настоящий момент для определения момента инерции гидравлического двигателя необходимо проведение тормозных испытаний с последующим замером угловых ускорений вращающихся масс гидравлического двигателя, что сводит на «нет» преимущество динамического способа определения крутящего момента на валу ротора.

Рис. 3. Схема установки

Предлагаемый способ позволяет избежать использования тормозных испытаний за счет бестормозного определения момента инерции. Он реализуется следующим образом:

На фланец выходного вала 1 (рис. 3) устанавливается диск 4 с эталонным моментом инерции Зд. С помощью органов регулирования устанавливается определенная угловая скорость ю выходного вала 1, при которой развивается определенный крутящий момент М. Затем измеряется угловое ускорение г1 системы вращающихся масс «диск с эталонным моментом инерции, гидравлический двигатель», имеющей момент инерции 31 + Зд при изменении угловой скорости вращения выходного вала в диапазоне от ю до ю + 1. Крутящий момент Мдля диапазона угловых скоростей от ю до ю + 1 равен:

М = е1 (^ + Jд).

(3)

Далее диск с эталонным моментом инерции 4 демонтируется и определяется угловое ускорение е2 системы вращающихся масс «пневматический двигатель» с моментом инерции при изменении угловой скорости вращения выходного вала в диапазоне от ю до ю + 1, то есть при том же начальном значении крутящего момента М. Крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от ю до ю + 1 равен:

М = е2 J1.

(4)

Из выражений (3) и (4) определяется момент инерции системы вращающихся масс «гидравлический двигатель»:

А =

еЛ

(5)

Таким образом, используя один диск с эталонным моментом инерции можно определить момент инерции гидравлического двигателя, а после этого и параметры скоростной характеристики гидравлического двигателя, что позволит значительно повысить экономическую эффективность испытаний гидравлических двигателей.

Список литературы:

1. Иванов-Смоленский А.В. Гидравлические машины: в 2-х т. Т. 1. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 652 с.

2. Котельнец И.Ф. Испытания, эксплуатация и ремонт гидравлических машин. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 384 с.

3. Справочник по гидравлическим машинам. Том. 1 / Под ред. И.П. Ко-пылова. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 679 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.