Материал: 4297
21
nм – частота вращения насоса, указана на приводном электродвигателе.
Рис. 5.1 Принципиальная схема гидропривода лабораторного стенда.1 – насос с рабочим объемом qн1 = 80 см3/об.; 2 – насос с рабочим объемом qн2 = 60 см3/об.; 3 – предохранительный клапан; 4 – фильтр; 5 – гидрораспределитель; 6 – манометр; 7 - тензометрический датчик давления рабочей жидкости; 8 – гидромотор; 9 – рабочий орган; 10 – индукционный датчик частоты вращения; 11 – тахометр.
5.3.6 Определить рабочий КПД гидропередачи
η = nм (ф) , (5.2) nм ( р)
5.3.7Включить тензоаппаратуру и записать переходный процесс разгона гидромотора без нагрузки и при резании древесины.
5.3.8Обработать осциллограммы, установить время разгона, величину давления рабочей жидкости и интенсивность ее нарастания при различных скоростных режимах и различных породах древесины.
5.3.9Определить усилие и скорость резания
Р |
|
= |
2М |
кр |
= |
2 |
рq |
м |
; |
(5.3) |
|
|
|
|
|
||||||
рез |
Dф |
|
Dф |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
22
V = ω |
Dф |
= |
|
πnм Dф |
. |
(5.4) |
|
2 |
2 |
||||||
рез |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
5.3.10 По заданному крутящему моменту Мкр и давление рабочей жидкости р для проектирования машины определить конкретный рабочий объем гидромотора и набрать его по ГОСТу[3].
q |
|
= |
Мкр |
. |
(5.5) |
м |
|
||||
|
|
р |
|
||
|
|
|
|
||
5.4 Составление отчета.
5.4.1Начертить принципиальную гидравлическую схему стенда и в масштабе схему рабочего органа с установкой ножа и направление скорости резания в момент встречи ножа с образцом древесины.
5.4.2Расчеты частоты вращения гидромотора, объемного КПД гидропередачи для заданного варианта включения насосной станции.
5.4.3Обработка осциллограммы разгона гидромотора и построение графика переходного процесса и сравнить его с другими вариантами.
23
ЗАНЯТИЕ №6. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ГИДРОПРИВОДА ЛЕСНЫХ МАШИН С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ
6.1 Цель работы.
Получить навыки исследования динамики гидпропривода и обоснование его параметров при проектировании лесных машин с применением ЭВМ.
6.2Оборудование и приборы. ЭВМ, чертежные инструменты.
6.3Исходные данные.
6.3.1Принципиальная гидравлическая схема проектируемой машины.
6.3.2Экспериментальные данные о параметрах гидропривода лабораторного стенда.
6.4 Расчетные зависимости.
Движение рабочего органа можно описать дифференциальным уравне-
нием
|
J |
|
dω |
= M |
|
|
− M |
|
, |
(6.1) |
|
|
пр |
dt |
д |
c |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
Jпр –приведенный момент инерции вращающихся масс к валу гидромо- |
||||||||||
|
тора; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω – угловая скорость вала гидромотора; |
|
|
|
|||||||
|
Мд – движущий момент, развиваемый гидромотором, |
|
|||||||||
|
|
|
М = |
qм рηn |
, |
(6.2) |
|||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
д |
|
|
2πη0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
qм – рабочий объем гидромотора; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
р– давление рабочей жидкости;
ηn – полный КПД гидромотора;
η0 – объемный КПД гидромотора;
Мс – момент сопротивления резанию, в период разгона вхолостую Мс = 0, при резании.
24
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М = |
Ррез Dф |
, |
|
|
|
|
(6.3) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
Dф – диаметр размаха рабочего органа; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
Ррез – сила сопротивления резанию. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Для исследования динамических процессов в гиддросистеме рассмат- |
||||||||||||||||||||||||
ривается дополнительно управление расходов рабочей жидкости: |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
q |
n |
|
= q |
ω + а |
|
р + К |
|
|
dp |
, |
(6.4) |
||||||||||
|
|
|
|
н |
у |
( р) |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
qн, qм – рабочий объем насоса и частота вращения; |
|
|||||||||||||||||||||||
|
ау – коэффициент утечек; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
К(р) – коэффициент податливости упругих элементов гидропривода. |
||||||||||||||||||||||||
|
Рассматривается система дифференциальных уравнений, преобразо- |
||||||||||||||||||||||||
ванная к виду |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
dp |
= |
1 |
|
|
(q n − q ω − а р); |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
K( p) |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
н |
|
н |
|
|
м |
|
|
|
у |
|
|
|
||||||||||
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6.5) |
|||||||||
|
dω |
|
1 |
|
|
η |
q |
|
p |
|
Ррез Dф |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
||||
|
|
|
Jпр |
2πη0 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
6.5 Порядок выполнения работы.
6.5.1Введите фамилию и номер группы студента.
6.5.2Введите по заданию преподавателя в качестве исходных данных в программу «Исследование динамики гидропривода кустореза с инерционнорубящими рабочими органами», текст которой представлен в Приложении 3, следующие параметры:
Коэффициент утечек, ау |
0,5…1 10-6 м3/(Па с) |
Приведенный момент инерции, Jпр |
0,2…0,25 кг м2 |
Полный КПД гидромотора, ηп |
0,85…0,9 |
Объемный КПД гидромотора, η0 |
0,9…0,96 |
Рабочий объем гидромотора, qн=qм |
46…251 10-6м3/об |
Угловая скорость вала гидромотора, ωн |
100…200 с-1 |
Масса рабочего органа, mel |
0,5…3 кг |
25 |
|
|
Расстояние от рабочего органа до оси вала, R |
0,3…1 |
м |
Момент сопротивления резанию, Мс |
0…70 |
Н м |
Коэффициент податливости, K(p) |
20…70 × 10-6 м3/Па |
|
Время резания, tуд |
150…350 млс. |
|
Нажмите на кнопку Расчёт и получите результат расчёта.
6.5.3 Построить графики переходного процесса разгона гидропривода в масштабе, и провести анализ влияния различных параметров на его характеристику по виду графиков функций
ω = f (K( p) ,t);ω = f (qм ,t);ω = f (Jпр ,t). |
(6.6) |
Определить максимальную амплитуду ωmax, продолжительность переходного процесса tраз, частоту колебаний fм, среднее значение угловой скорости ωф, коэффициент неравномерности колебаний угловой скорости
δ = |
ωmax −ωmin |
. |
(6.7) |
|
|||
|
ωср |
|
|
6.6 Составление отчета.
6.6.1Привести расчетные формулы с пояснением входящих в них ве-
личин.
6.6.2Построение графиков переходных процессов разгона гидропривода фрезерного рабочего органа. Строятся в масштабе графики функций.
6.6.3Дать характеристику переходных процессов и выбрать наиболее рациональный из них для проектируемой машины по критериям снижения динамических нагрузок и обеспечения требуемого качества технологического процесса.