ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Стенды из "Испытание гидропередач " Экспериментальными исследованиями установлено, что формирование динамических усилий в узлах машины зависит не только от величины и характера приложенной нагрузки, но и от параметров привода и системы. Поэтому при выборе привода для машин, работающих в условиях переменных нагрузок, необходимо знание динамических свойств привода, которые характеризуются передаточной функцией или амплитудно-частотной характеристикой элементов привода. Оценка привода по его динамическим свойствам и его влиянию на динамику системы позволяет определить долговечность и надежность работы машины при использовании различных приводов в условиях переменной нагрузки. [c.221] Необходимо заметить, что долговечность машин, испытывающих динамические нагрузки колебательного характера, обычно определяется развитием усталостных явлений в узлах и деталях машины. В связи с этим применение гидродинамических и гидрообъемных передач для машин, испытывающих резко переменную нагрузку, дает наибольший эффект, так как позволяет снизить амплитуду колебаний действующих усилий и надежно предохранить их от перегрузки. Исследование динамических свойств гидропередачи позволит до установки ее на машину оценивать эффективность ее применения или даст возможность рекомендовать пути изменения характеристики для получения максимального эффекта. [c.221] Несмотря на некоторые исключения, методика оценки динамических свойств гидропривода по амплитудно-частотным и амплитудно-фазовым характеристикам является наиболее общей и позволяет определить динамику системы в самом распространенном случае — работа гидромашин с переменной нагрузкой на линейной части характеристик. [c.222] Исследование динамики привода обычно ведется аналитическим и экспериментальным методами. Специфика настоящей работы позволяет остановиться только на последнем методе, и поэтому ниже будут изложены задачи, описаны стенды, методика испытаний и обработки данных при экспериментальном исследовании динамических свойств гидропередач. [c.222] Для определения амплитудно-частотной характеристики гидропривод приводится во вращение, а на выходном валу возбуждаются синусоидальные колебания момента со строго постоянной частотой и амплитудой. При осциллографировании этого режима записывается момент на ведомом и ведущем валах гидропередачи, а также скорость вращения ведущего и ведомого валов. Отношение амплитуды колебания момента выходного вала к амплитуде колебания момента входного вала дает ординату амплитудно-частотной характеристики, соответствующую определенной частоте колебаний, а сдвиг по фазе — ординату фазовой частотной характеристики. [c.223] Опыты по получению частных отношений амплитуд и сдвига фаз проводятся на ряде частот и по этим данным могут быть построены амплитудно-частотные и фазовочастотные характеристики привода. По полученным данным путем исключения частоты строится амплитуднофазовая характеристика, которая показывает зависимость сдвига фаз колебаний моментов на ведущем и ведомых валах от усиления (отношение амплитуд моментов). На амплитудно-фазовой характеристике указывается частота, при которой получены экспериментальные точки. [c.223] Обработка осциллограмм при определении амплитудно-частотных характеристик занимает значительное время и поэтому часто эти характеристики снимают только в зонах ожидаемых частот колебаний нагрузки. Однако такой подход к исследованию динамических характеристик не позволяет полностью выявить свойства гидропередачи и поэтому нежелателен. [c.223] Описанный выше гидропульсатор позволяет получить практически гармонический закон нагружения в широком спектре частот. Поскольку неравномерность подачи нагрузочного насоса обычно мала (3—10%), а частота изменения расхода при числе оборотов 1000—1500 в минуту составляет 200—300 гц, пульсатор может быть использован для создания колебательных нагрузок с частотой до 50—70 гц. [c.227] Необходимо отметить, что описанная выше нагрузочная установка позволяет снимать характеристики в стационарных условиях, что ускоряет проведение испытаний и повышает точность измерения параметров, поскольку испытания ведутся в одинаковых условиях с однотипной аппаратурой. Для нагружения гидропередачи статической нагрузкой вращающийся золотник устанавливается в положение, при котором проходное сечение его каналов полностью открыто, а давление в гидросистеме регулируется дросселем 2 (см. рис. 119). Поскольку каждому давлению в гидросистеме соответствует определенный момент на валу испытываемой гидромашины, на стенде снимаются ее внешние характеристики при стационарном режиме. Если в гидросистеме пульсатора применен насос переменной производительности, это еще больше расширяет нагрузочные возможности стенда и облегчает регулирование тормозного момента. [c.227] На рис. 121 показан стенд для исследования амплитудно-частотных характеристик турбомуфт. Испытываемая турбомуфта 6 предохранительного типа установлена на измерительных валах с токосъемными устройствами 5 и 7. Турбомуфта приводится во вращение электродвигателем постоянного тока 4 в балансирном исполнении с весовым механизмом 3. Нагрузочное устройство состоит из насоса 10 регулируемой производительности, который трубопроводами соединен с вращаюш имся золотником 14. В зависимости от регулировки вращающегося золотника и производительности (удельного расхода) насоса в системе устанавливается то или иное давление. При исследовании статических характеристик в гидравлической системе насоса устанавливается давление, контролируемое по манометру 11, при этом измеряют момент и скорость вращения ведущего и ведомого валов. По результатам измерения режима работы турбомуфты при различных нагрузках строятся внешние характеристики турбомуфты при стационарном режиме. [c.228] При динамических испытаниях вращающийся золотник приводится от двигателя 15, скорость которого может быть определена по показаниям жидкостного тахометра 12. Замер моментов на ведущем и ведомом валах турбомуфты производится при помощи тензодатчиков и токосъемных устройств 5 и 7, а скорость вращения записывается с помощью прерывателей 2, 9, 16. Для исследования систем привода с различными маховыми массами ведомой части на стенде установлен маховик 8 с регулируемым моментом инерции. Давление измеряется при помощи датчика 13. [c.228] Исследование статических и динамических характеристик может проводиться с различными числами оборотов приводного двигателя, поскольку на стенде установлен двигатель постоянного тока. Скорость вращения приводного двигателя контролируется жидкостным тахометром /. На стенде (рис. 121) могут быть испытаны и объемные гидропередачи, которые устанавливаются вместо турбомуфты. [c.228] При испытаниях гидрообъемных передач возбуждение колебательной нагрузки может быть произведено не только изменением тормозного момента на валу, но и приведением в колебательное движение корпуса гидромотора (статора). В этом случае можно значительно упростить оборудование, уменьшить мош,ность приводных устройств, поскольку основной нагрузочный момент создается на валу гидромашины обычным тормозом, а синусоидальная составляюш,ая нагрузки накладывается отдельным приводом, который приводит в колебательное движение статор. [c.230] Стенд (рис. 122) состоит из испытываемой гидромашины 1, статор которой установлен на подшипниках 2 и имеет возможность поворачиваться относительно основания. Задатчик синусоидальных колебаний в виде эксцентрика 4 или другого устройства снабжен приводным двигателем 3. Кроме того, на стенде имеется устройство, уравновешивающее статический момент, развиваемый гидромашиной. Это устройство состоит из поршня 8, связанного со статором гидромотора и помещенного в цилиндр 9, вспомогательного насоса 6, гидроаккумулятора 7 и предохранительного клапана 5. [c.230] Во время испытаний вал гидромашины 1 нагружается постоянной нагрузкой, которая уравновешивается путем подвода давления в подпоршневую полость цилиндра 9. Жидкость подводится в подпоршневую полость от вспомогательного насоса 6, давление же во вспомогательной гидросистеме зависит от настройки предохранительного клапана 5. Регулированием этого давления достигается полное или частичное уравновешивание статического момента гидромашины. Затем приводится в действие задатчик колебаний 4, величина эксцентриситета которого определяет амплитуду колебания статора, а скорость вращения приводного двигателя 3 обуславливает необходимую частоту колебаний. Частота и амплитуда колебаний статора выбирается в зависимости от характеристики испытываемой гидромашины и параметров гидросистемы. На валу задатчика возникает знакопеременный момент, соот-ветствуюш,ий частоте и амплитуде колебаний статора, а также динамический момент, зависящий от момента инерции статора. Поскольку знакопеременный момент может быть преодолен установкой, например, маховика на валу эксцентрика, то мощность приводного двигателя незначительна и выбирается из условия преодоления динамического момента статора. Для сокращения производительности насоса 6 в уравновешивающей гидросистеме можно устанавливать гидроаккумулятор 7, который при колебаниях статора принимает вытесняемую поршнем жидкость, а затем отдает ее в гидросистему при обратном ходе поршня, колеблющегося вместе со статором. [c.231] Теоретическое рассмотрение процессов, происходящих в гидросистеме при колебаниях статора, показало, что они идентичны процессам при задании колебаний скорости вращения вала гидромашины, как это делается при известных способах испытания. [c.231] Во время испытаний градуированные диски / и // (см. рис. 121, а, в) снимались кинокамерой со скоростью 2000 кадров в секунду. В момент создания импульсной нагрузки зажигалась сигнальная лампа, фиксирующая на кинопленке начало переходного процесса. Измерением положения рисок на ведущем и ведомом дисках от кадра к кадру и сравнением положения дисков между собой определялся путь, а затем и скорость ведущего и ведомого валов турбомуфты. Этот способ достаточно точный и позволяет наглядно представить протекание переходного процесса. [c.233] Часто динамические характеристики гидропередач исследуются на обычных стендах, описанных в гл. II и III, с применением фрикционных тормозов для создания перегрузки за минимальное время. Опыт показывает, что при исследовании динамических характеристик предохранительных турбомуфт полная остановка ведомого вала турбомуфты может быть достигнута за 0,1—0,15 се/с. Такое время торможения при исследовании привода горных машин вполне приемлемо, оно даже меньше времени остановки при аварийном режиме горной машины в реальных условиях. [c.233] Для создания экстренных перегрузок при испытании гидравлических машин малой мощности может быть применена тормозная установка с электротормозом. Однако, поскольку при регулировании возбуждения постоянная времени электромашины недопустимо велика, получить достаточно большие нагрузки за короткий промежуток времени на валу тормозного генератора практически невозможно. Поэтому канд. техн. наук М. Алимов при исследовании динамических характеристик объемной гидропередачи производил управление нагрузкой в цепи якоря тормозного генератора. [c.233] Вернуться к основной статье