Файл: Терехин, Н. И. Расчет параметров объемной гидравлической передачи машин инженерного вооружения учебное пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 58

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ыё, чем больше энергии затрачено на выполнение рабочего процес­ са, потребление энергии для привода насоса не может быть мень­ ше некоторой величины, определяемой задачами рабочего процес­

са. Поэтому

необходимо распределить имеющийся энергозапас

так,

чтобы

обеспечить максимально возможную

производитель­

ность машины.

 

Решение такой задачи достаточно просто осуществить графиче­

ским

методом линейного программирования,

предложенным

Т. В.

Алексеевой. Существенное значение при этом приобретают

вводимые ограничения на распределение имеющегося запаса ма­ шины, которые сводятся к следующим:

1) мощность, затрачиваемая на совершение рабочего процесса Л/рп , включающая в общем случае затраты энергии на привод рабочего органа Npo и на передвижение Nm и мощность на привод

насоса гидропередачи системы управления NT не должна

превы­

шать мощности силовой установки

машины, т. е.

 

 

 

 

% n -b ^ r</V ,;

 

(14)

2) мощность на совершение рабочего процесса должна быть

значительно больше

мощности привода

насоса NTy т.

е.

 

 

 

ЛАрп»Л^г;

 

 

(15)

3)

мощность на привод насоса Nr не может быть меньше мин

мально

допустимой

величины 7Vr

,

определяемой

из условий

выполнения рабочего процесса машиной (отсутствие буксования движителей, изменение скоростного режима двигателя и т. ,п.), т. е.

7Vr >

(16)

На основании перечисленных ограничений в системе координат АрП; Nr (РИ(С- 1) строим график линейного программирования для

решения указанной

 

задачи. Из этого графика

следует, что опти­

мальное распределение энергозапаса машины

характеризуется

треугольником abc,

в

котором координата точки а (Л;Рпопт; ^rmin)

наилучшим образом соответствует решению поставленной задачи по распределению энергозапаса машины. Как отмечалось, по условиям выполнения рабочего процесса системы управления ма­ шин инженерного вооружения включаются в работу периодически, в основном для снятия перегрузок двигателя или для снятия пре­ дельного тягового сопротивления. В момент включения системы управления машина находится в неустановившемся режиме. По­ этому анализ процессов, совершающихся в этих условиях, удобно проводить по уравнениям равновесия или уравнениям баланса моментов на валу двигателя или же уравнениям мощности. Наи­ более характерными условиями совместного действия машины

исистемы управления являются:

1)машина выполняет рабочий процесс при работе двигател па регуляторной ветви характеристики, причем сумма моментов

12

от сил рабочих сопротивлений Мрп и сопротивления передвижению Мхч меньше номинального момента двигателя Мд, а включение системы управления не вызывает появления неуетановившегося режима, т. е.

^рп + ^ хч + Мг< Ж д;

(17)

2) момент от сил рабочих сопротивлений по своей величин близок к значению номинального момента двигателя и включение

Р и с. 1. График линейного программирования при выборе параметров гидропередачи механизма управления

системы управления может привести к некоторой перегрузке дви­ гателя. В этом случае

М рп+ М хч+ М г> М л;

(18)

3) момент от сил рабочих сопротивлений превышает номиналь ное значение момента двигателя Мд, а включение гидропередачи системы управления приводит к значительной перегрузке двига­ теля, т. е.

^ п + М х ч + ^ г » М д.

(19)

Уравнение баланса моментов при совместном действии всех сопро­ тивлений при неустановившемся режиме можно представить в виде

М ж+ Ь М А + М ц = М рп + Ь М 9П+ М хч+ М п

(20)

13

где А Мд — приращение

крутящего момента двигателя при пере­

ходе на безрегуляторную ветвь внешней характери­

стики;

 

Мн — приведенный

к валу двигателя инерционный момент;

А Мрп — приращение

момента сил рабочих сопротивлений за

время перегрузки двигателя. Принимая, что до начала перегрузки

А4рп Н~ А1хч ~ Мд,

Р ис. 2. Внешняя характеристика дизельного двигателя

 

можно написать

( )

А АГд + Ми — Д Мрп — Мг = 0.

 

21

Приращение крутящего момента двигателя ДМд определяется из

анализа внешней

характеристики

после линеаризации безрегуля-

торной ветви ее

(рис. 2)

 

 

 

. . .

М т— Мд

 

d ср

А Мд = — - ---- —

(о)д

(22)

 

 

 

 

 

d t

где «)д — номинальное

значение

угловой

скорости двигателя;

о)т — значение угловой скорости двигателя при максимальном

крутящем моменте Мт ,

 

 

 

. '

„

М ш - М л

 

 

 

«П=

««V

 

 

14

Инерционный момент определяется по известной зависимости

 

М„ =

d2 ф

(23)

 

/„

 

 

d t2

 

где

d 2 ф

ч

коленчатого вала

------ — угловое ускорение (замедление)

 

двигателя;

 

всех поступательно

 

/ пр — приведенный момент инерции

 

движущихся и вращающихся частей.

 

Приращение момента сил

рабочих сопротивлений Мрп удобно

выражать через показатель интенсивности нарастания сопротивле­

ния km, представляющий функцию перемещения

машины

t

t

 

Д Мрп= § k„dx =

k„k0 § d v ,

(24)

оо

где

х — (перемещение машины;

 

двигателя;

 

ср — угол

поворота коленчатого вала

 

k0 — переходной коэффициент от х к ф.

Так как яи =

AWon

 

 

 

-----------, то

 

 

 

 

 

d x ’d o

 

 

 

 

 

г

d M vu

 

г

 

 

Д^п

 

 

(25)

 

 

= k°J

~~dv— d<f = k°J

где

k0 ■

 

 

 

 

При проведении практических расчетов

с достаточным прибли­

жением можно считать

const.

Тогда.

 

 

 

^ ^рп — М и

] d ср.

(26)

Из уравнения баланса моментов после подстановки полученных значений для режима перегрузки можно определить необходи­ мую величину М г

 

 

t

М т= Д Мд + М а- Д M vn = ( я„ - а

j + / ПР

- k akK \d <?. (27)

 

 

О

Вследствие кратковременности

переходного

процесса можно

d 2 ср

и /пр.

принять постоянными значения ----

- = з ^ const

d t 2

В переходном режиме угловая скорость коленчатого вала дви­ гателя резко изменяется. Изменение скоростного режима с неко­ торым приближением описывается зависимостями:

15

— линия снижения числа оборотов

Ш= «)д — £

—линия разгона двигателя

U)= 0)д + £ ^р,

где t3, tp — время от начала снижения или увеличения угловой

скорости,

в— угловое ускорение или замедление коленчатого вала двигателя.

Многочисленные опытные данные позволяют считать угловое ускорение в процессе изменения угловой скорости величиной по­ стоянной и колеблющейся для различных двигателей в пределах от 10 до 160 сек~2 Учитывая, что а0=аи>д, a «)=шд—s t3, приращение

крутящего момента двигателя будет

 

Д Мя = а0 — аш =

ао)д — а(од +

as t3 =

as t3.

(28)

В подынтегральном выражении уравнения (25)

заменим

Тогда

 

d <р= d(o) t) =

ui-dt +

£ t-dt.

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д^рп =

k 0k„ J d <P= K K

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

£ t‘a~f-

s t\

\

 

/

El

 

 

= k0kH( <1>Дt3

 

j — k 0k„ ^0)д t3

—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

“>д t3r Kf\

S ^ r

)

 

, /

,

6 t\ Гк -Ц\

=

k«

 

ГкKT1\

 

 

i

 

 

 

 

2 i

j '

 

 

 

 

 

 

 

После

подстановки

полученных

значений ДуИд,

ДМрп выра­

жение для М г примет вид

 

 

 

 

 

 

 

=

/„ре +

as t3 — k K(v„f, tq-------

 

(29)

где гк — радиус

ведущего колеса

(звездочки);

 

 

i — передаточное число привода движителя;

 

t3 — время замедления

при перегрузке.

 

 

Оптимальные условия, при которых энергозатраты на привод на­ соса минимальны, определяются дифференцированием по времени выражения (29)

d M r

=■ • as — k H (VoV—

£ r*t3 У]

d t

i

16

Приравнивая нулю производную по времени

d М г

л

определяем

------= 0 ,

оптимальное время £°пт,

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

при котором затраты энергии на привод

насоса минимальны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i (i\ M o — as) =

iv0ttj _

M m— 7ИД __1_

 

 

e rKk„ Y)

 

e rKY)

 

(йд -

u>m

k0k„ ’

 

 

tOHT=

3 J _ _

Ж'П-

 

 

1

_

 

(30)

 

 

 

s/j0

(«)д — U)m)

k0ka

 

 

 

Преобразуем

выражение для £°пт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;опт =

 

_

Х ~

1

Шд

_ L _

_

 

(31)

 

 

3

к0г

I -

а

k0k„

'

 

 

где Х= ^ 2!—

коэффициент приспособляемости двигателя,

 

М .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

aim

 

снижения угловой

 

скорости

коленчатого

= — — степень

 

 

“ д

вала двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

После

 

момента МГт|п можно найти зна­

определения крутящего

чение

мощности для

привода

насоса

по

известной

зависимости

 

 

 

N r

. =

М Г

. - п г

 

 

 

 

(32)

 

 

 

----

 

 

 

 

 

 

где с — коэффициент перевода размерностей.

§ 7. ВЫБОР РАБОЧЕГО ДАВЛЕНИЯ И СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ

По полученному значению мощности можно выбрать давление рабочей жидкости р и производительность насоса Q гидропередачи.

Как известно, эти параметры связаны с мощностью гиперболиче­

ской

зависимостью и поэтому назначение или выбор одного из

этих

параметров при определенной величине NT позволяет опре­

делить второй параметр. Обычно при расчете гидропередач машин инженерного вооружения задаются величиной рабочего давления. По величине рабочего давления все гидропередачи машин инже­ нерного вооружения можно разделить на:

— гидропередачи с низким рабочим давлением

(до 100 кГ(см2) ;

— гидропередачи со средним

рабочим

давлением

(до

200/сГ/сж2);

 

 

и

— гидропередачи с высоким рабочим давлением_(до 450

более кГ/'см2).

ГОС. ГГ'бПИп*, н

 

2 Зак. 876

н а у ч н с - т л х н н - 1 ч к -*17

библиогекА С О Д г' w

ЭКЗЕМПЛЯР | ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА I

Смотрите также файлы