CC BY
14
11. Рудак Ю. А., Перцель Я. М. Особенности технологии прецизионной трафаретной печати в производстве многослойных высокоплотных LTCC-плат // Техника радиосвязи. 2013. № 1. С. 80-87.
ЛИТУНОВ Сергей Николаевич, доктор технических наук, доцент (Россия), заведующий кафедрой «Оборудование и технологии полиграфического производства» Омского государственного технического университета (ОмГТУ). SPIN-код: 4424-2696 AuthorlD (SCOPUS): 57191243319 Адрес для переписки: litunov-sergeyy@rambler.ru ХИЛАЛЬ Хайсам Ареф, аспирант кафедры «Оборудование и технологии полиграфического производства» ОмГТУ.
Адрес для переписки: haitham.hilal@mail.ru МАТАР Таан Фархан, доктор технических наук, доцент, факультет технологии, второе отделение Ливанского университета.
Адрес для переписки: dr.taanmatar68@hotmail.com
Для цитирования
Литунов С. Н., Хилаль Х. А., Матар Т. Ф. Экспериментальное определение давления в трафаретном красочном аппарате повышенной точности // Омский научный вестник. 2018. № 6 (162). С. 5-9. БОТ: 10.25206/1813-8225-2018-162-5-9.
Статья поступила в редакцию 24.10.2018 г. © С. Н. Литунов, Х. А. Хилаль, Т. Ф. Матар
УДК 621.83.069
DOI: 10.25206/1813-8225-2018-162-9-12
в. в. СЫРКИН1 и. а. абрамова2 Н. в. ЗАКЕРНИЧНАЯ2
1Омский государственный технический университет, г. Омск
2Омский автобронетанковый инженерный институт, г. Омск
расчет погрешностей при делении потоков в регуляторах с эластичным регулирующим элементом при переменных нагрузках
Излагается методика расчета делителей потока с эластичным регулирующим элементом в условиях действия переменных нагрузок на исполнительные органы технологических машин, наличие которых существенно влияет на точность исполнительных движений в существующих конструкциях. Эластичный регулирующий элемент позволяет упростить конструкцию делителя, увеличить его быстродействие и повысить точность исполнительных движений рабочих органов.
Ключевые слова: делитель потока, синхронизация исполнительных движений, регулирующий орган с эластичным элементом.
Известны устройства деления потока [ 1 — 6], в которых реализованы принципы деления различных физических потоков: масел, воды, суспензий, газов и др. Данные устройства сложные по конструкции и некоторые их них имеют малый ресурс эксплуатации.
Рассматривается методика расчета делителя потока, в котором в качестве регулирующего органа используется элемент из эластичного материала в виде тора (кольцо с круглым поперечным сечением) [7, 8] (рис. 1), позволяющий упростить конструкцию и повысить надёжность.
Делительный клапан работает следующим образом.
При одинаковых нагрузках синхронных исполнительных органов (например, гидроцилиндров) возникает разность давлений в полостях 15 и 16 отвода и в полостях 9 и 10 делительного клапана. Если давление в какой-либо магистрали питания потребителя, например, в полости питания 15 отвода, повышается (в результате повышения нагрузки на поршень гидроцилиндра), то увеличивается давление в полости 9. При этом нарушается равновесие регулирующего органа (РО) 4, который при этом смещается вправо, увеличивая рабочее окно регулируемого дросселя 14, давление в полости 9 понижается, а в полости 10 — повышается до тех пор, пока перепад давления между полостями 9
о
го >
Рис. 1. Делитель потока с регулирующим органом из эластомера
Рис. 2. Расчетная схема погрешности деления потоков в делителе потоков: 1, 2 — постоянные дроссели на входе полостей 3, 4 соответственно; 5 — регулирующий орган (РО); О, О!, О , р, р1, р2 — расходы и давления на входе в делитель, в ветвях I, II и полостях 3 и 4 соответственно; р , рн2 — давления на выходах I и II соответственно
В соответствии с расчетной схемой (рис. 2) положение РО 5 неустойчиво при переменной нагрузке, как правило, он смещен в сторону менее нагруженной полости, т. е. периодическое изменение нагрузки происходит в этой полости и р > рн2 (р и рн2 — давления в полостях 3 и 4 соответственно).
Уравнение движения РО представляется следующим образом:
при его да ижении в право
П И
т-е рв1 pí - р -Д- - Т + R
dt2
при его двтжение рлев-d2в
т -
dt2
РнРн - Р1Р1 - Т - R '
(1)
(2)
где х — перемещение РО; Р1=Р2 — эффективная площадь РО; С — врнс-; Т — сила нррния; Я — осевая составлеющея ги^р^одинг^тн+^^ескот силы струи жидкоетх, ерого-яп))й через рабочее окно 3 и 4. Вследствис малой массы РО полагаем, что сила
ерх
инерции т-е 0 .
еС
Ураенение неразрывности потока жидкости в менее нагруженнсй сесси мрт остановившемся режиме
СрМр.В'рР (Р _ Рр е С-р ДН еР2 - Р»н)' (3)
где С2 а С2 е С — коэффициент -ас+оеа жидкости; р — плотсоею жидннос)-; р — п-ощадь проходного сечения д]восдмля с; Ян — наощадь проходного сечения уаеосвсо ок-а Г; - — -аелееие на входе в делитель.
Запишем мИраБнее^ О в oтношepии сн, возведя правую и левую чести -того -хер-сеения в квадрат, тогда полушю
у2е pэ2и+eсpна)э{се+eа);
(4)
При неустайсисом пслежении -Г!) 5 ра-ход жидкости в вмтвку I и II срт +еайни-д есбочих пмложе-ниях РО опредглсе-
и 15 не уравновесится с перепадом давления между полостями 10 и 16. Равенство перепадов давления приводит к равенству расходов рабочей жидкости через полости 15 и 16, т. е. к равенству скоростей поршней гидроцилиндров.
Применение эластичного РО в виде тора повышает надежность и упрощает конструкцию делителя потока.
При динамических нагрузках на исполнительные органы делителя действующая сила может быть представлена в следующем виде [9, 10]:
р = Ро + т,
О,е м, 1м(+ М тСЛег, о д
Q¡-э|р/уИHePeeуeeчF,
(5)
(6)
)/сн+ а/вр ем
где f1 — юощадь промоа-орро сe^;н(ении дроссвля Г.
Запишем уравнвнся (2) и (2) с уте-ом уревнееия (4) и что I = /у нем,ен закаа изменени- педщади рабочего окна 4,
при ходе РО вправо
МРе
где р0 — постоянная составляющая нагрузки; МД) д И ;1в нД — переменная составляющая (периодическая функция); Б и ш — амплитуда и частота переменной составляющей нагрузки.
меМ -у2)н(а-и))) но - с ^ -(а -и)
при ходе РО /смевж
а2 все^ и ж^ и(г +я-н о1 (ж, ижн2 ) + (м + я)
(7)
Уравнение (6) ^<^схода жидкости в менее нагруженной ветви с хчетом (7) ж (8) примет вид: пей хвда РО впеeixao
И е1еВе(1еМе Р1)а^ а Eo О, О dB
пей хнде РО) влево
н( = ой е]Ж (х1(-хе ) е
О dB
Прио:нмае H-R = I и К+Кн0, пноучио
нп = И = Ои = =-(Р ( PI)±М-е,
df
т.е. деление по тока происхооит бе з по грешоости.
На практиее T о 0; R ж= а, еозеость зж одкн двкЁ-ШИЙ хоо РО
ИИ = (Н( в И) со ОМ е
е
Ж Ж , к da
--1 — + е —
О О J d В
И, е и;
о; = о; = ц/
j2 Jp - (pi - + JpO-f-bp)
) 2 dX P, d/
Q- = Q)
н-f 222(Pp - (pi + Pp) -,lp-(pl + pp) - T VPI V F
+ 2 —F7, df
((Qii (q'i-qii ))t
F
(9)
(10)
(11)
Ж.) к и
Рашость расхждов е ветвях I и II при R>T составит при перемещении РО в f раво
: о^л/о7п\4МеМ~1 е^МГеМ + ж е к u е—о . (12) О О О J dB
При учете потерь давления в рабочем окне 3 в моменты остановки РО выражения (11) и (12) будут записаны следующим образом
(12)
где 0[ и — расходы жидкости через рабочее окно 3 соответственно при правом и левом положении РО; Др — потеридавления при изменении проходного сечения рабочего окна в полости 3.
При полной компенсации влияния гидродинами-чдской силы на точность деления следует принять Я = 0. Таким образом, при синхронизации пере-ещения исполнительных органов с применением данного делителя потоков в условиях, когда один из органов преодолевает постоянную нагрузку, а другой переменную, имеет место динамическое рассогласование этих органов при их движении [9].
Разность ходов рабочих органов (поршней) от частоты изменения нагрузок при í = сonst получим
где k = rot = rol/v, Ш — частота изменения внешней нагрузки; l, v — длина хода и средняк скор=сть исполняющего органа соответственно.
С учетом принятых допущений s = f (ro) может быть представлена линейной зависимостью.
Установлено, что исполнительный орган под влиянием переменных сил перемещается с опережением, т. е. следует учитывать амплитудно-частотную характеристику внешней нагрузки.
Библиографический список
1. Metwally M., Abou El-Azm Aly A., El-Sherief I. Experimental and theoretical investigation of an interlocked spools flow divider // Onternational Journal of Engineering Research & Technology. 2013. Vol. 2, no. 1. P. 1245-1251.
2. Al-Baldawi R., Faraj A. Theoretical and experimental study of hy° raulic actuators synchronization by using flow divider valve // Jdernal of Engineering and Development. 2014. Vol. 18, no. 5. P. 282-293.
3. Cho I. S., Jung J. Y. A study on flow control valve c racteristics in an oil hydraulic vane pump for power steering aystems // Journal of Mechanical Science and Technology. 2015. Vol. 29 (6). P. 2357-2363. DOI: 10.1007/s12206-015-0529-8.
4. Hebbert A., Sukalski M., Taylor C. [et al.]. Gear flow divider for agricultural product injection. US patent 9380773; filed Mar. 20th, 2014; published Sep. 25th, 2017.
5. Кулешов М. С., Макаров В. А. Теоретическое обоснование параметров делителя потока удобрений в пневматических машинах для внесения // Проблемы механизации агрохимического обслуживания сельского хозяйства. 2014. № 6. С. 33-36.
6. Рыбак А. Т., Темирканов А. Р., Раззоков Н. Ресурсные испытания дроссельного делителя гидропривода аэродромной уборочной машины // Тенденции развития техники и техно-логий-2015: сб. ст. Междунар. науч.-техн. конф.; под общ. ред. М. Г. Шалыгина, 17-19 февраля 2015 г. Тверь, 2015. С. 61-66.
7. А. с. CCCP 653433, МПК А 15 В 13/042. Делительный клапан / Немировский И. А., Сыркин В. В., Петров В. Б. [и др.]. № 2479228; заявл. 21.04.77; опубл. 25.03.79, Бюл. № 11.
8. Syrkin V. V., Balakin P. D., Treyer V. A. Study on hydraulic direct-acting relief valve // Journal of Physics: Conference series. 2017. Vol. 858, no. 1. 012035. DOI: 10.1088/17426596/858/1/012035.
9. Рыбак А. Т., Ляхницкая О. В. Динамика синхронной гидромеханической системы с дроссельным делителем потока незолотникового типа // Системный анализ, управление и обработка информации: тр. VII Междунар. семинара, 06-12 октября 2016 г. Ростов н/Д., 2016. С. 62-67.
10. Рыбак А. Т., Темирканов А. Р., Ляхницкая О. В. Динамика синхронного гидромеханического привода мобильной технологической машины // СТИН. 2018. № 3. С. 4-6.
СЫРКИН Владимир Васильевич, доктор технических наук, доцент (Россия), профессор кафедры «Машиноведение» Омского государственного технического университета. SPIN-код: 6713-4102 AuthorID (РИНЦ): 446841 AuthorID (SCOPUS): 25930080800
Е s х
О
го >
= 1
АБРАМОВА Иванна Андреевна, кандидат педагогических наук, заведующая кафедрой «Техническая механика» Омского авто бронетанкового инженерного института (ОАБИИ).
ЗАКЕРИИЧНАЯ Наталья Викторовна, кандидат
технических наук, доцент кафедры «Техническая
механика» ОАБИИ.
БРНЧ-код: 5537-9931
АиШотГО (РИНЦ): 324494
Адрес для переписки: syrkinvv@mail.ru
Для цитирования
Сыркин В. В., Абрамова И. А., Закерничная Н. В. Расчет погрешностей при делении потоков в регуляторах с эластичным регулирующим элементом при переменных нагрузках // Омский научный вестник. 2018. № 6 (162). С. 9-12. БО1: 10.25206/1813-8225-2018-162-9-12.
Статья поступила в редакцию 15.10.2018 г. © В. В. Сыркин, И. А. Абрамова, И. В. Закерничная
УДК 621.83.069
DOI: 10.25206/1813-8225-2018-162-12-14
в. в. сыркин и. н. квасов
ю. Ф. ГАЛУЗА
о. с. дюндик
Омский государственный технический университет, г. Омск
методика расчета делителей потока с эластичным регулирующим органом_
рассматривается методика расчета делителя потока с эластичным регулирующим элементом, который по отношению к существующим конструкциям обладает компактностью конструкции и повышенной надежностью. введение регулирующего органа в виде эластичного элемента позволяет эффективно компенсировать погрешности деления потока, возникающие в результате действия гидродинамических сил.
Ключевые слова: делитель потока, синхронизация, эластичный регулирующий элемент, давление, расход жидкости, ошибка деления потока жидкости.
Синхронизация исполнительных органов технологических машин с гидроприводом, как правило, осуществляется делителями потока той или иной конструкции [1-6].
Предлагается новая конструкция делителя потока жидкости [7], в которой в качестве регулирующего органа используется эластичный элемент в виде тора (кольцо с круглым поперечным сечением).
Делитель предлагаемой конструкции (рис. 1) автоматически обеспечивает равенство перепада давления в рабочих полостях, т. е. равенство скоростей перемещения исполнительных органов технологической машины с той или иной степенью точности.
Относительная ошибка деления потока определяется отношением разности расходов жидкости в магистралях гидродвигателей к половине подводимого к делителю потока жидкости [8]
к = ^ 100,
о
где А — относите;оная ошибка деления потока в %; ДО — разность расходов в магистралях гидродвигателя; О — расход подводимо го к делителю потока.
Учитывая, что О= О1 + О2, получим
АО я о1 - оо ао, е Оо), АО я Оо - О, аОо е Оо),
где О1 и О2 — раеходы, подводимые к соответствующим магистралям.
Расчет погрешности деленио потока производится следующим образом О ]. Регулирующий орган в виде эластичного кольца друглого поперечного сечения приходит в движение, когдо перОПад давления преодолевает силу оОения
N е ОдЫ ,
где N — сила т°Окня 15 соеоджении еег°лирующий орган-корпус делителя потоОа; Др — пееепад давления , аоетвОтствующий сило т]сен—е; F — эффективная площадь регулирур щ егд ос гона 5,
АРяАД9и'
где Адда — перепод довлооая на дронселях 1 и 2. Известно, что
ОI я оно
