Чекмасова Ірина Анатоліївна. Динаміка гідроагрегата з дросельним керуванням на базі регулятора витрати

brief description

Чекмасова Ірина Анатоліївна. Динаміка гідроагрегата з дросельним керуванням на базі регулятора витрати: дисертація канд. техн. наук: 05.05.17 / Національний технічний ун-т "Харківський політехнічний ін-т". - Х., 2003

Чекмасова І.А. Динаміка гідроагрегата з дросельним керуванням на базі регулятора витрати. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальностю 05.05.17- Гідравлічні машини та гідропневмоагрегати. - Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2003р.
Дисертація присвячена вирішенню актуальної наукової проблеми - дослідженню динаміки гідроагрегата (ГА) з регулятором витрати (РВ) на базі фізичної та математичної моделей, які враховують особливості функціонування і взаємний вплив усіх элементів ГА з метою покращення статичних і динамічних характеристик ГА з РВ (збільшення точності стабілізації, швидкодії, розширення діапазону зміни навантажень та ін.). Розроблена математична модель ГА дросельного керування з дволінійним РВ у напірний магістралі гідродвигуна прямолінійного руху, яка подається стосовно будь-якої змінної нелінійним диференціальним рівнянням 8-го порядку. Пропонована математична модель ГА з РВ містить у собі математичні описи насоса, гідродвигуна, переливного клапана, регулятора витрати, як основного компонента, зв'язаного зі всіма елементами ГА, а також рівняння двофазної робочої рідини і змінних коефіцієнтів витрати в дроселюючих щілинах елементів ГА. Модель враховує міжелементні зв'язки ГА, нелінійності його елементів, а також коректний опис змінних площ щілин елементів ГА, характер зміни навантаження, тертя в золотникових парах, функціональні обмеження і початкові умови, що визначаються виходячи з конструктивних особливостей і фізичної сутності функціонування елементів ГА. Пропонована математична модель з високою точністю адекватна реальному об'єкту і відкриває можливості дослідження показників якості статичних і динамічних характеристик будь-якого елемента ГА, а також побудови навантажувальних характеристик ГА і витратно-перепадних характеристик РВ, що дозволяють оцінити технічні можливості ГА з РВ у цілому.
Результати роботи мають практичну цінність при модернізації серійних РВ типу МПГ55 і впроваджені на підприємствах України (ВАТ АВТРАМАТ”, ВАТ ТУРБОАТОМ”, ВАТ ХарП”, НДІ Метрології”), а також у навчальному процесі в дисциплінах «Об'ємні гідромашини» і «Динаміка гідропневмосистем» (НТУ ХПІ”).

За результатами проведених досліджень зроблені наступні висновки:
1. На базі аналізу схем і конструктивних особливостей типових РВ виконано системну класифікацію типових ГА з РВ за узагальненими ознаками, що дозволяє вибрати найбільш ефективні тип і схему розташування РВ у складі ГА згїдно із заданим технічним завданням;
2. Розроблена математична модель гідроагрегата з регулятором витрати, що включає рівняння витрат і руху всіх його основних елементів насоса, переливного клапана, регулятора витрати, гідродвигуна, двофазної робочої рідини. Створена математична модель подається стосовно будь-яких змінних нелінійним диференціальним рівнянням 8-го порядку і відкриває можливості дослідження показників якості статичних і динамічних характеристик будь-якого елемента ГА, а також дозволяє побудувати навантажувальні характеристики ГА та витратно-перепадні характеристики РВ і оцінити технічні можливості ГА з РВ у цілому.

Методика побудови математичної моделі ГА з дволінійним РВ на

нагнітанні і шляхи забезпечення її адекватності реальному об'єкту можуть бути використані для розробки математичних моделей ГА з РВ інших модифікацій і розташувань у гідросистемах технологічних машин і гідрофікованого устаткування .

Висока адекватність розробленої моделі відкриває можливість з

достатньою для практики точністю оцінити ряд несталих режимів, особливо на малих швидкостях, що важливо для експлуатації, і сформулювати практичні рекомендації щодо їхнього поліпшення.

Поліпшення динамічних характеристик швидкості гідродвигуна при

ступінчастій зміні навантаження можна досягти шляхом узгодження параметрів елементів ГА у відповідності до заданого режиму роботи технологічної машини. Ефективне використання ГА з РВ, що включають у себе серійні елементи, можливо тільки при постійних навантаженнях, або які плавно змінюються у діапазоні, обумовленому рівновагою клапана РВ.
6. Проведені дослідження статичних характеристик ГА дозволяють відзначити, що 100%-на стабілізація витрати вимагає: модернізації серійних РВ стосовно забезпечення можливості регулювання попереднього стиснення пружини клапана, що має нелінійний коефіцієнт твердості; узгодження параметрів елементів ГА шляхом настроювання тисківр1ір2за рахунок регулювання початкового стиснення пружин переливного клапана і клапана тиску регулятора витрати відповідно до параметрів гідродвигуна і заданими швидкістю руху робочого органа і діапазоном зміни технологічного навантаження.
7. Виконання приведених у роботі практичних рекомендацій відповідно до заданої швидкісті руху робочого органа гідроагрегата і діапазону зміни технологічного навантаження забезпечує погоджену роботу елементів ГА і його раціональні робочі характеристики на заданому режимі експлуатації і дозволяє значно розширити сферу ефективного застосування ГА з РВ.
8. Основні наукові положення і результати, викладені в дисертаційній роботі, мають практичну значимість при модернізації серійного РВ типу МПГ55 і впроваджені на підприємствах України (ВАТ АВТРАМАТ”, ВАТ ТУРБОАТОМ”, ВАТ ХарП”, НДІ Метрології”), а також у навчальному процесі в дисциплінах «Об'ємні гідромашини» і «Динаміка гідропневмосистем» (НТУ ХПІ”).