CC BY
30
УДК 62-133.42
РАЗРАБОТКА МАЛОГАБАРИТНОГО СТЕНДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОНАСОСА
П. Д. Рекадзе, Д. А. Прунь, Л. В. Родионов
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва Российская Федерация, 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34 E-mail: dimanprun@list.ru
Насос объемного типа является основным источником расхода в ряде авиационных систем. При этом его виброакустические характеристики влияют на работу самой системы, в которой он установлен. Разработанный стенд позволяет проводить испытания и доводку созданных насосных агрегатов.
Ключевые слова: стенд, микронасос, шум, вибрация, гидравлическая система.
A COMPACT TEST BENCH FOR MICROPUMPS VIBROACOUSTIC RESEARCH
P. D. Rekadze, D. A. Prun', L. V. Rodionov
Samara National Research University 34, Moskovskoe shosse, Samara, 443086, Russian Federation E-mail: dimanprun@list.ru
A positive displacement pump is the main source of consumption in a number of aircraft systems. Thus its vibroacoustic characteristics affect on the system in which it is installed. Designed test bench allows testing and adjusting created pumps.
Keywords: test bench, micro-pump, noise, vibration, hydraulic system.
Гидравлические системы широко используются в авиации. Основным источником расхода в таких системах, как правило, являются гидромашины объемного типа. При этом сам качающий узел является источником повышенных виброакустических нагрузок. Это может привести к нерасчетным режимам работы систем [1]. В связи с этим насосы объемного типа необходимо испытывать и доводить в стендовых условиях.
Современные тенденции в области гидравлики ведут к минимизации габаритов стендовых установок, увеличению количества регистрируемых ими параметров и обеспечению испытательных воздействий в достаточно широких диапазонах параметров, часто более широких, чем обеспечивают аттестованные дорогостоящие стенды.
Большинство стендов применимы чаще для насосов стандартного типоразмера [2-4]. В этих стендах регистрируется как правило либо шум, либо вибрация [5].
Согласно работе [6] основной проблемой при обработке уже зарегистрированных виброакустических параметров объекта является наложение шумов и вибрации от различных узлов. Поэтому проектирование стенда и схема проведения измерений выбраны согласно накопленному опыту в данной области [1] и в соответствии с ГОСТ 19027-89 [7].
Гидравлическая система предложенного стенда представлена на рисунке.
Как видно из рисунка стенд состоит из следующих элементов:
- гидробак (с фильтром), V = 150 л, оснащен уровнемером жидкости и термометром;
- шестеренный микронасос;
- блок частотного регулирования двигателя;
- привод насоса - коллекторный электродвигатель постоянного тока с обратной связью по нагрузке;
- цифровой расходомер и датчик пульсаций давления;
Секция «Двигателии энергетические установки летательньш и космических аппаратов»
- распределитель 4/2 с электромагнитным управлением и кнопкой ручного дублирования, с пружинным возвратом;
- двухходовой регулятор расхода с обратным клапаном;
- звукоизоляционный и защитный кожух.
Гидравлическая схема стенда 1 - бак; 2 - микронасос; 3 - блок частотного регулирования двигателя; 4 - приводной мотор; 5 - цифровой манометр; 6 - цифровой расходомер; 7 - 4/2 распределитель; 8 - двухходовой регулятор расхода с обратным клапаном
Полученный стенд обладает рядом достоинств:
- компактность: малогабаритные составляющие стенда позволяют разместить его на небольшой площади;
- регистрируемые параметры: пульсации давления и расход на выходе из насоса, уровни вибрации и звукового давления, локализация источников шума, виброметрирование корпуса насоса [8];
- наличие системы автоматизации: контроль за давлением и расходом в режиме реального времени.
Разработанный стенд позволяет проводить исследования виброакустических характеристик насосного агрегата, локализовать источники шума, виброметрировать корпус насоса и оценивать эффективность доводочных мероприятий [9-12].
Работа выполнена с использованием средств гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых (номер гранта МК-3265.2015.8).
Библиографические ссылки
1. Прокофьев А. Б. Исследование процессов виброакустического взаимодействия в элементах гидромеханических систем двигателей летательных аппаратов : дис. ... канд. техн. наук. М., 2001. 256 с.
2. Испытательный стенд нового поколения для проведения натурных испытаний центробежных насосов / В. Г. Гавриленко, В. М. Середа, В. А Никитенко и др. // Мегапаскаль. 2011. № 2. С. 8-10.
3. Методические особенности виброакустических испытаний вакуум-насосов типа ВЖ / Ю. А. Смирнов, Ю. М. Тихомиров, А. С. Басалаев // Сессия Научного совета РАН по акустике и XXVII сессия Российского акустического общества : тез. докл. науч. конф., посвящ. памяти ученых-акустиков ФГУП «Крыловский государственный научный центр» А. В. Смольякова и В. И. Попкова, г. Санкт-Петербург, 16-18 апр. 2014. С 1-4.
4. Опыт разработки стенда для испытаний крупных центробежных насосов / А. И. Петров, Н. Д. Мартынов, П. А. Покровский др. // Наука и образование. 2010. Вып. 11. С. 1-6.
5. Opperwall T., Vacca A.. Performing and Interpreting Experiments Towards Understanding Noise Generation in Displacement Machines // The 13th Scandinavian International Conference on Fluid Power, Linkoping, Sweden, June 3-5, 2013. P. 189-198.
6. Миронова Т. Б., Прокофьев А. Б., Шахматов Е. В. Динамика и прочность трубопроводных систем с пульсирующим потоком жидкости. М., 2014. 165 с.
7. ГОСТ 19027-89. Насосы шестеренные. Основные параметры // Введ. 1989-02-21. М. : Изд-во стандартов, 1989. 7 с.
8. Бесконтактная регистрация и анализ вибрации изделий машиностроения с помощью трех-компонентного лазерного виброметра / А. А. Иголкин, А. И. Сафин, Г. М. Макарьянц и др. // Прикладная физика. 2013. № 4. С. 49-53.
9. Снижение виброакустических нагрузок в гидромеханических системах / А. Г. Гимадиев, А. Н. Крючков, В. В. Леньшин, А. Б. Прокофьев и др. Самара: 1998. 270 c.
10. Gafurov S. A., Prokofiev A. B., Shakhmatov E. V. Reduction of vibroacoustic loads in aviation combined pumps // 29th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, St. Petersburg, 7-12 Sept. 2014.
11. Белов Г. О., Крючков А. Н., Родионов Л. В. Снижение пульсаций подачи шестеренного насоса на основе математической модели гидродинамики запертого объема // Судостроение. 2011. № 2. С.36-38.
12. Математическая модель динамики работы запертого объема шестеренного насоса с учетом движения подпятника / Г. О. Белов, А. Н. Крючков, Л. В. Родионов и др. // Изв. Самар. науч. центра Рос. акад. наук. 2010. Т. 12. № 4-1. С. 151-156.
© Рекадзе П. Д., Прунь Д. А., Родионов Л. В., 2016
