CC BY
9УДК 662.822
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТОРМОЗНОГО УСТРОЙСТВА СТЕНДА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КАРДАННЫХ ПЕРЕДАЧ
С. П. Ереско, Т. Т. Ереско, Е. В. Кукушкин*
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Предложена конструкция стенда для испытания карданных передач, включающая в себя систему автоматического регулирования параметров нагружения карданных передач гидравлическим тормозным устройством, обеспечивающую стабилизацию заданных значений давления и температуры рабочей жидкости в насосном агрегате создающем тормозной момент за счет регулируемого дросселя.
Ключевые слова: стенд для испытаний карданных передач, система автоматического управления, гидропривод, устройство нагружения, гидронасос, регулируемый дроссель
AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF HYDRAULIC BRAKE DEVICE STAND FOR TESTING
OF UNIVERSAL JOINT TRANSMISSIONS
S. P. Eresko, T. T. Eresko, E. V. Kukushkin*
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The design of the stand for the testing of universal joint gears is proposed, which includes a system for automatically adjusting the loading parameters of the universal joint gears with a hydraulic braking device that ensures the stabilization of the set pressure and temperature values of the working fluid in the pump unit that generates the braking torque due to the adjustable throttle.
Keywords: bench for testing universal joint gears, an automatic control system, a hydraulic drive, a loading device, a hydraulic pump, an adjustable choke
На основе анализа конструкций стендов [1-6] выявили проблему нестабильности тормозного момента и сложности поддержания заданных значений давления и температуры рабочей жидкости в гидравлической системе, которая решается применением системы автоматизированного управления гидравлическим устройством, которая обеспечивает поддержание заданных значений давления и температуры рабочей жидкости в гидравлической системе и, следовательно, обеспечивает стабильность тормозного момента.
Предложенный стенд (рис. 1, 2) состоит из установленных на основной раме 1, электродвигателя 2, технологической передачи в виде механической коробки переключения передач 3, присоединенной к входному валу испытываемой карданной передачи 4, выходной вал которой, присоединен к устройству нагружения через раздаточный редуктор 5, причем устройство нагружения, выполнено в виде гидронасоса 6, вал которого присоединен к выходному валу раздаточного редуктора 5, входной канал гидронасоса 6 соединен с гидравлическим баком 7, а выходной канал соединен с входом дросселя 8 с регулирующим элементом, выход которого через теплообменник 9 соединен с гидравлическим баком 7, причем между выходным каналом гидронасоса 6 и входом дросселя 8 установлены предохранительный клапан 10 и мано-
метр 11, отградуированный в единицах тормозного момента.
Устройство нагружения дополнительно снабжено системой автоматизированного управления, состоящей из блока управления 12, в составе последовательно соединенных задатчика алгоритма функционирования 13, элемента сравнения 14, автоматического управляющего устройства 15, усилителя сигналов 16. В систему автоматического управления также входят датчик гидравлического давления 17 и датчик температуры 18, установленные между гидронасосом 6 и входом дросселя 8 с регулирующим элементом, и подключенные к элементу сравнения 14, а также термоклапан 19 с регулирующим элементом, установленный между выходом дросселя 8 с регулирующим элементом и входом теплообменника 9. Дроссель 8 с регулирующим элементом и термоклапан 19 с регулирующим элементом подключены через соответствующие датчики положения регулирующего элемента дросселя 20 и термоклапана 21 к элементу сравнения 14, а регулирующие элементы дросселя 8 и термоклапана 19 снабжены, подключенными к выходу усилителя сигналов 16, исполнительными механизмами управления их положением, каждый из которых содержит шаговый электродвигатель 22 (23) и редуктор 24 (25) [6].
Решетневскуе чтения. 2018
Рис. 1. Стенд для испытания карданных передач (не показан компьютер управления)
Рис. 2. Система автоматизированного управления гидравлического устройства
Стенд работает следующим образом: вращающий момент от электродвигателя 2 передается на испытываемую карданную передачу 4, гидронасос 6 при этом передает испытываемой карданной передаче тормозной момент, создаваемый дросселем 8 с регулирующим элементом, соединенным с приводом управления положением регулирующего элемента дросселя. Если происходит нагрев рабочей жидкости, которая при этом расширяется, включается привод управления положением регулирующего элемента дросселя 8 с помощью поступившего в элемент сравнения 14 электрического сигнала с датчика давления 17 и в автоматическом режиме регулирует дроссель 8 уравновешивая давление рабочей жидкости до заданного параметра. В случае перегрева рабочей жидкости включается привод управления положением регулирующего элемента термоклапана 19 с помощью электрического сигнала, поступающего в элемент сравнения 14 с датчика температуры 18, который направляет поток рабочей жидкости через теплообменник 9. При избытке рабочего давления включается предохранительный клапан 10 для предупреждения скачка заданного давления рабочей жидкости в гидравлической системе, который выпускает избыточное давление в гидравлический бак 7.
Расчет конструкции испытательного стенда приведен в работах [7-10], описание измерительной системе в работах [11-13], а сравнительный анализ конструкций стендов для испытаний карданных передач приведен в работе [14].
Конструкция предложенного стенда позволяет испытывать карданные передачи с исключением перегрева рабочей жидкости, а система автоматического управления поддерживает заданные параметры нагружения, за счет регулировки дросселя в автоматическом режиме и автоматическое включение системы охлаждения.
Библиографические ссылки
1. Авторское свидетельство 8и 681344, МПК7 в01М13/02. Стенд для испытания коробок передач / Попик Н. М., Черников В. Г. № 3562316/25 ; заяв. 04.03.1983 ; Опубл. 15.07.1984. Бюл. № 26.
2. Авторское свидетельство 8и 1569642, МПК7 в01М13/02. Стенд для испытания агрегатов трансмиссий транспортных средств / Смольяков А. И., Савченко М. М., Чернышев А. Г. и др. ; № 4409083/25 ; за-яв. 13.04.1988 ; Опубл. 07.06.1990. Бюл. № 21.
3. Пат. 149002 Российская Федерация, МПК7 в01М 13/02. Стенд для испытаний карданных передач /
Кукушкин Е. В., Меновщиков В. А., Ереско С. П. и др. № 2014120845; заяв. 22.05.2014 ; Опубл. 20.12.2014. Бюл. № 35. 1 с.
4. Пат. 153924 Российская Федерация, МПК7 G01M 13/02. Стенд для испытаний карданных шарниров / Ереско С. П., Ереско Т. Т., Кукушкин Е. В. и др. № 2014147821/28 ; заяв. 26.11.2014 ; Опубл. 10.08.2015. Бюл. № 22. 2 с.
5. Пат. 162876 Российская Федерация, МПК7 G01M 13/02. Стенд для испытаний карданных передач / Ереско С. П., Ереско А. С., Ереско Т. Т. и др. № 2015157365; заяв. 30.12.2015 ; Опубл. 27.06.2016. Бюл. № 18. 2 с.
6. Пат. 2649601 Российская Федерация, МПК7 G01N 13/00. Стенд для испытания карданных передач / Ереско С. П., Ереско А. С., Ереско Т. Т. и др. ; № 2016140015; заявл. 11.10.2016; опубл. 04.04.2018. Бюл. № 10. 10 с.
7. Конструкция стенда для проведения испытаний карданных шарниров на игольчатых подшипниках в широком диапазоне размеров с изменением угла излома карданной передачи / Е. В. Кукушкин [и др.] // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2016. № 2. С. 58-73. Doi: 10.15593/24111678/2016.02.05.
8. Определение динамических параметров привода экспериментального стенда для исследования карданных передач / А. В. Стручков [и др.] // Вестник СибГАУ. 2016. Том 17, № 3. С. 638-644.
9. Расчет гидравлической системы тормозного устройства стенда для испытания трансмиссий транс-портно-технологических машин / А. С. Ереско [и др.] // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2016. № 4. С. 60-79. Doi: 10.15593/24111678/2016.04.06.
10. Математическое моделирование динамической нагруженности трансмиссионных систем с учетом диссипативных процессов / С. П. Ереско [и др.] // Строительные и дорожные машины. 2013. № 12. С. 32-37.
11. Ереско Т. Т., Кукушкин Е. В., Орлов А. А. Разработка измерительной системы стенда для испытания карданных передач // Решетневские чтения : материалы XXI Междунар. науч. конф. ; СибГУ им. акад. М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2017. С. 559-561.
12. Ереско Т. Т., Кукушкин Е. В., Орлов А. А. Тен-зометрические измерения деформаций карданных передач на испытательном стенде // Решетневские чтения: материалы XXI Междунар. науч. конф. ; Сиб-ГУ им. акад. М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2017. С. 562-564.
13. Разработка модуля измерения деформаций с помощью тензорезисторов с использованием arduino / А. С. Ереско [и др.] // Механики XXI веку : материалы XX Междунар. науч. конф.; Братск : БрГУ, 2017. С. 82-85.
14. Сравнительный анализ конструкций испытательных стендов для испытания карданных шарниров / С. П. Ереско [и др.] // Сибирский журнал науки и технологий. 2017. Т. 18, № 4. С. 902-909.
Reference
1. Popik N. M., Chernikov V. G. Stend dlya ispytaniya kardannykh peredach. [The test stand driveline]. Patent RF, No. 681344, 1984.
2. Smol'yakov А. I., Savchenko M. M., CHernyshev
А. G. et al. Stend dlya ispytaniya agregatov transmissij transportnykh sredstv. [Stand for testing of aggregates of transmissions of vehicles]. Patent SU, No. 1569642, 1990.
3. Kukushkin E. V., Menovshchikov V. A., Eresko S. P. et al. Stend dlya ispytaniya kardannykh peredach. [The test stand driveline]. Patent RF, No. 149002, 2014.
4. Eresko S. P., Eresko T. T., Kukushkin E. V. et al. Stend dlya ispytaniya kardannykh sharnirov. [The test stand driveline]. Patent RF, No. 153924, 2015.
5. Eresko S. P., Eresko A. S., Eresko T. T. et al. Stend dlya ispytaniya kardannykh peredach. [The test stand driveline]. Patent RF, No. 162876, 2016.
6. Eresko S. P. [et al.] Stend dla ispitaniy kardanikh peredach [The test stand driveline]. Patent RF, No. 2649601, 2018.
7. Kukushkin E. V. [et al.] [Stand construction for testing the universal joint on needle bearings in wide range of sizes with the angle changing driveline]. Transport. Transportnye sooruzheniya. Ekologiya. 2016. No. 2. P. 58-73. Doi: 10.15593/24111678/2016.02.05. (In Russ.)
8. Struchkov A. V. [et al.] [Determination of dynamic parameters of drive of experimental stand for research of cardan transmissions]. Vestnik SibGAU. 2016. No. 17. P. 638-644. (In Russ.)
9. Eresko A. S. [et al.] [Calculation of the hydraulic system of brake device of stand for the test of transmissions of transport-technological machines]. Transport. Transportnye sooruzheniya. Ekologiya. 2016. No. 4. P. 60-79. Doi: 10.15593/24111678/2016.04.06. (In Russ.)
10. Eresko S. P [et al.]. [Mathematical modeling of dynamic loading of transmission systems with allowance for dissipative processes]. Stroitel'nye i Dorozhnye mashiny. 2013. No. 12. P. 32-37. (In Russ.)
11. Eresko T. T., Kukushkin E. V., Orlov A. A [Development of the measuring system of the stand for testing the universal joint transmissions]. Materialy XXI mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii "Reshetnevskie chteniya" [Materials XXI Intern. Scientific. Conf "Re-shetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2017. P. 559-561. (In Russ.)
12. Eresko T. T., Kukushkin E. V., Orlov A. A. [Ten-sometric measurements of the deformations of universal joint transmissions at the test stand]. Materialy XXI mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii "Reshetnevskie chteniya" [Materials XXI Intern. Scientific. Conf "Re-shetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2017. P. 562-564 (In Russ.).
13. Eresko A. S. [et al.] [Development of strain measurement module using strain gages using arduino] Мaterialy XV Mezhdunar. nauch. konf. "Mechaniki XXI veku" [Materials Intern. Scientific. Conf "Mechanics of XXI century"]. Bratsk: Bratsk State University, 2017. P. 82-85. (In Russ.)
14. Eresko S. P. [et al.] [Comparative analysis of structures test apparatus for universal joint]. Sibirskiy zhurnal nauki i tekhnologiy. 2017. Vol. 18, No. 4. P. 902-909. (In Russ.)
© Ереско С. П., Ереско Т. Т., Кукушкин Е. В., 2018
