Методика проектного розрахунку автоматичного електрогідравлічного приводу обертального руху та об’ємного регулювання
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2022-272-2-15-22Ключові слова:
машинобудування, залізничний транспорт, інженерна методика, електрогідравлічний привід, об’ємне регулювання, автоматична система керування, передавальна функція, динамічні характеристикиАнотація
Робота присвячена розробці автоматичних електрогідравлічних приводів технологічного обладнання. Представлена методика проектного розрахунку автоматичного електрогідравлічного приводу обертального руху та об’ємного регулювання. Методика проектного розрахунку дозволяє оцінювати основні параметри та вибирати елементи і пристрої приводу по значенням максимального моменту навантаження та частоти обертання валу гідромотора, прогнозувати статичні та динамічні характеристики приводу. Вхідними даними для розрахунку гідроприводу з обертальним рухом приймаються наступні параметри: Mmах – максимальний момент навантаження; nmax – максимальна частота обертання; J – приведений момент інерції ротора. Об’ємний гідропривід з регульованим насосом і нерегульованим гідромотором найбільш поширений. Гідроприводи з такою структурою застосовуються в багатьох видах обладнання та забезпечують плавний пуск і безступінчасте регулювання швидкості руху робочого органу обладнання за допомогою одного керуючого органу. Робоча рідина вибирається виходячи з технічних вимог, які пред’являються до обладнання або рекомендацій із технічних даних основного гідравлічного обладнання -насоса і гідромотора, а також з урахуванням режиму роботи електрогідравлічного приводу технологічного обладнання, кліматичних і температурних умов. Запропонована система автоматичного керування приводом, що враховує шум спостереження та стохастичне збурення об’єкта керування. Виконано приклад проектного розрахунку автоматичного електрогідравлічного приводу технологічного обладнання для наступних вхідних даних: максимальний момент навантаження Mmax =120 Н·м; максимальна частота обертання nmax =2100 об/хв; приведений момент інерції частин, що обертаються, J=0,8 кг·м2. Показана можливість використання аксіально-поршневого насоса з похилим диском, що серійно випускається, та нерегульованого гідромотору з похилою шайбою. На основі паспортних даних визначені параметри математичної моделі приводу як об’єкта автоматичного керування. Виконані дослідження динамічних характеристик системи.
Посилання
1. Пелевін Л.Є. Гідравліка, гідромашини та гідропневмоа-втоматика/ Л.Є. Пелевін, Д.О. Міщук, В.П. Рашківсь-кий, Є.В. Горбатюк, Г.О. Аржаєв, В.Ф. Красніков. К.: КНУБА, 2015. 340 с.
2. Свешников В.К. Станочные гидроприводы: справочник. Москва: Машиностроение, 2008. 640 с.
3. Krol, O., Sokolov, V., Tsankov, P.: Modeling of vertical spindle head for machining center. Journal of Physics: Con-ference Series 1553 012012 (2020).
4. Krol, O., Sokolov, V.: Modeling of Spindle Node Dynamics Using the Spectral Analysis Method. In: Advances in De-sign, Simulation and Manufacturing III. DSMIE 2020. Lec-ture Notes in Mechanical Engineering, vol. 1, pp. 35-44. Springer, Cham (2020).
5. Krol, O., Porkuian, O., Sokolov, V., Tsankov, P.: Vibration stability of spindle nodes in the zone of tool equipment op-timal parameters. Comptesrendus-del’Acade'miebulgaredesSciences72(11), 1546-1556 (2019).
6. Коваленко А. А., Соколов В.И., Уваров П.Е., Пазин В.В. Основы объемного гидравлического привода строительных и дорожных машин. Луганск: ДонГАСА, 1999. 137 с.
7. Sokolov, V., Porkuian, O., Krol, O., Stepanova, O.: Design Calculation of Automatic Rotary Motion Electrohydraulic Drive for Technological Equipment. In: Advances in Design, Simulation and Manufacturing IV. DSMIE 2021. Lecture Notes in Mechanical Engineering, vol. 1, pp. 133-142. Springer, Cham (2021).
8. Krol, O., Sokolov, V.: Research of modified gear drive for multioperational machine with increased load capaci-ty. Diagnostyka 21(3), 87-93 (2020).
9. Krol, O., Sokolov, V.: Research of toothed belt transmission with arched teeth. Diagnostyka 21(4), 15-22 (2020).
10. Sokolov, V., Porkuian, O., Krol, O., Baturin, Y.: Design Calculation of Electrohydraulic Servo Drive for Technol-ogical Equipment. In: Advances in Design, Simulation and Manufacturing III. DSMIE 2020. Lecture Notes in Mechanical Engineering, vol. 1, pp. 75-84. Springer, Cham (2020).
11. Sokolov, V.: Dynamics of Positioning Process for Hydrau-lic Drive Output Link by Distributor with Closed Center. In: Proceedings of the 7th International Conference on In-dustrial Engineering (ICIE 2021). Lecture Notes in Me-chanical Engineering. Springer, Cham (2022).
12. Соколов В.І., Кроль О.С., Єпіфанова О.В. Дифузійні процеси в системах вентиляції. – Сєвєродонецьк: СНУ ім. В. Даля. 2018. 148 с.
13. Sokolov, V.: Diffusion of Circular Source in the Channels of Ventilation Systems. In.: Advances in Engineering Re-search and Application. ICERA 2018. Lecture Notes in Networks and Systems, vol. 63, pp. 278-283. Springer, Cham (2019).
14. Sokolov, V.: Increased Measurement Accuracy of Average Velocity for Turbulent Flows in Channels of Ventilation Systems. In: Proceedings of the 6th International Confe-rence on Industrial Engineering (ICIE 2020). Lecture Notes in Mechanical Engineering, vol. 2, pp. 1182-1190. Springer, Cham (2021).
15. Sokolov, V.: Criteria Analysis of Diffusion Processes in Channels of Industrial Ventilation Systems. In: Proceed-ings of the 7th International Conference on Industrial En-gineering (ICIE 2021). Lecture Notes in Mechanical En-gineering. Springer, Cham (2022).
16. Соколов В.І., Кроль О.С., Єпіфанова О.В. Гідравліка. Сєвєродонецьк: СНУ ім. В. Даля, 2017. 160 с.
17. Коваленко А.А., Соколов В.И., Дымнич А.Х., Уваров П.Е. Основы технической механики жидкостей и газов: учебное пособие для вузов. Луганск: ВУГУ, 1998. 272 с.
18. Sokolov, V.: Transfer functions for shearing stress in non-stationary fluid friction. In: Proceedings of the 5th Interna-tional Conference on Industrial Engineering (ICIE 2019). ICIE 2019. Lecture Notes in Mechanical Engineering, vol. 1, pp. 707-715. Springer, Cham (2020).
19. Sokolov, V.: Hydrodynamics of Flow in a Flat Slot with Boundary Change of Viscosity. In: Proceedings of the 6th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2020). Lecture Notes in Mechanical Engineering, vol. 2, pp. 1172-1181. Springer, Cham (2021).
20. Соколов В.І., Степанова О.Г., Батурін Є.О. Досліджен-ня динамічних характеристик електрогідравлічного приводу технологічного обладнання. Вісн. Східноукр. націон. ун-ту ім. В. Даля. 2019. № 1(249). С. 55-60.
21. Sokolov, V., Krol, O., Romanchenko, O., Kharlamov, Y., Baturin, Y.: Mathematical model for dynamic characteris-tics of automatic electrohydraulic drive for technological equipment. Journal of Physics: Conference Series 1553 012013 (2020).
22. Sokolov, V., Krol, O., Stepanova, O., Tsankov, P.: Dy-namic characteristics of rotary motion electrohydraulic drive with volume regulation. Comptes rendus de l’Acade'mie bulgare des Sciences73(5), 691-702 (2020).
23. Sokolov V., Azarenko N., Sokolova Ya. Simulation of the power unit of the automatic electrohydraulic drive with volume regulation // TEKA Commission of Motorization and Energetic in Agriculture. Vol. 12. N 4. 2012. Lublin, Poland. pp. 268 - 273.
24. Соколов В.І. Розробка та дослідження системи автома-тичного керування технологічним обладнанням з гід-роприводом обертального руху / В.І. Соколов, О.Г. Степанова, Я.І. Степчук, Д.Ю. Кавун, М.К. Ткаченко // Вісн. Східноукр. націон. ун-ту ім. В. Даля. 2017. № 7 (237). С. 63-70.
25. Sokolova, Y., Tavanuk, T., Greshnoy, D.: Linear modeling of the electrohydraulic watching drive. TEKA Comm. Mot. Energ. Agric. XIB, 167–176 (2011).
26. Sokolov, V., Krol, O., Stepanova, O.: Automatic Control System for Electrohydraulic Drive of Production Equip-ment. 2018 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). IEEE (2018).
27. Sokolov, V., Krol, O., Baturin, Y.: Dynamics Research and Automatic Control of Technological Equipment with Electrohydraulic Drive. 2019 International Russian Auto-mation Conference (RusAutoCon). IEEE (2019).
28. Sokolov, V., Rasskazova, Y.: Automation of control processes of technological equipment with rotary hydraulic drive. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies 2(2(80)), 44–50 (2016).
