автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Разработка системы автоматизации проектирования гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня

На правах рукописи

Леванов Станислав Вадимович

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГИДРОЦИЛИНДРОВ, ОСНАЩЕННЫХ МЕМБРАННЫМ УПЛОТНЕНИЕМ ПОРШНЯ

Специальность 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (промышленность)

Автореферат диссертации па соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск-2010

2 2 ДПР 2010

004601264

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия".

Защита диссертации состоится 14 мая 2010 г. в 16.00 ч. на заседании объединённого диссертационного совета ДМ 212.250.03 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобилыю-дорожная академия" по адресу: 644080, г. Омск, пр. Мира, 5, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия".

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 644080, г. Омск, пр. Мира 5, тел., факс: (3812) 65-03-23, e-mail: Arkliipenko_m@sibadi.org

Автореферат разослан 9 апреля 2010 г.

Научный руководитель:

кандидат технических наук Жданов Алексей Валерьевич доктор технических наук, профессор Сыркин Владимир Васильевич кандидат технических наук, доцент Минитаева Алина Мажитовна ОАО «Конструкторское Бюро Транспортного машиностроения»

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Ученый секретарь объединённого диссертационного совета ДМ 212.250.03 кандидат технических наук

М.Ю. Архипенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Гидравлические приводы нашли широкое применение в промышленности. Исполнительным звеном гидропривода поступательного действия (ГПД) является гидроцилиндр, свойства и параметры которого оказывают значительное влияние на функционирование привода.

На сегодняшний день существует огромное разнообразие гидроцилиндров, из которого наиболее востребованными являются поршневые. Поршневые гидроцилиндры достаточно хорошо изучены, их конструкции, конструктивные параметры и типоразмерный ряд регламентированы государственными и отраслевыми стандартами.

Существует множество предприятий, проектирующих стандартные и нестандартные гидроцилиндры на заказ, применяя новые технологии - и материалы, а высокая надежность и производительность давно стали неотъемлемыми требованиями при их проектировании. Для повышения ресурса применяются стопорные и демпфирующие устройства, поглощающие энергию при ударе поршня о крышку, но они не в состоянии исключить причины возникновения динамических нагрузок, не связанных с упором поршня в крышку.

До сих пор не существует серийно выпускаемых устройств, защищающих гидроцилиндр от негативных явлений при пуске, таких как забросы и колебания давления в напорной полости.

Проектирование гидроцилиндров на отечественных предприятиях и в конструкторских бюро производится до сих пор без применения научных методик или систем автоматизации, что повышает трудоемкость проектирования и производства и отражается на качестве выпускаемой продукции. Это снижает и конкурентоспособность отечественных гидроцилиндров, и эффективность гидроприводов, на которые они устанавливаются.

В связи с этим является актуальной разработка системы автоматизации проектирования (САПР) поршневых гидроцилиндров с устройством, предохраняющим гидроцилиндр от динамических нагрузок при пуске и, позволяющем. улучшить качество переходных процессов. В качестве такого устройства может выступить мембранное уплотнение (МУ) поршня, позволяющее изменять величину зазора между уплотнением и гильзой, под действием давления в рабочей полости.

Цель работы: разработка системы автоматизации проектирования поршневых гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня.

Объект исследования: мембранное уплотнение поршня гидроцилиндра.

Предмет исследования: закономерности, связывающие локальные критерии эффективности гидропривода поступательного действия и длину контактного участка мембранного уплотнения поршня гидроцилиндра.

Задачи работы:

- Обосновать критерий эффективности гидропривода поступательного действия.

- Разработать математическую модель сложной динамической системы

" 3

гидропривода поступательного действия, включающую в себя модели гидроэлементов и модель мембранного уплотнения в качестве функциональной подсистемы гидроцилиндра.

- Выявить закономерности, связывающие локальные критерии эффективности гидропривода поступательного действия и длину контактного участка мембранного уплотнения поршня гидроцилиндра.

- Разработать научно обоснованную методику расчета длины контактного участка мембранного уплотнения, методику выбора основных комплектующих и прикладные библиотеки элементов гидроцилиндра.

- На основе разработанных методик создать систему автоматизации проектирования поршневых гидроцилиндров.

Задача исследований заключалась в автоматизации проектирования гидроцилиндров на основе выявления закономерностей, связывающих критерии эффективности гидропривода поступательного действия с длиной контактного участка мембранного уплотнения поршня гидроцилиндра, и разработки методики оптимизационного синтеза длины контактного участка мембранного уплотнения.

Научная новизна работы заключается:

- в разработанной математической модели сложной динамической системы гидропривода поступательного действия, включающую в себя математическую модель функционирования мембранного уплотнения поршня как подсистему гидроцилиндра;

- в выявленных закономерностях, связывающих критерии эффективности гидропривода поступательного действия с длиной контактного участка мембранного уплотнения поршня гидроцилиндра;

- в разработанной методике оптимизационного синтеза длины контактного участка мембранного уплотнения поршня гидроцилиндра;

- в созданных алгоритмах автоматизированного проектирования гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня.

Практическая ценность работы заключается: в разработанной системе автоматизации проектирования гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня, включающей в себя:

- методику формирования технического задания на проектирование, методики расчета длины контактного участка мембранного уплотнения поршня и выбора комплектующих гидроцилиндра;

- программный продукт, позволяющий в автоматизированном режиме оформить техническое задание и рассчитать длину контактного участка мембранного уплотнения по представленным заказчиком исходным данным;

-прикладные библиотеки комплектующих гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня.

На защиту выносятся:

- математическая модель сложной динамической системы гидропривода поступательного действия, включающая в себя модели гидроэлементов и модель

мембранного уплотнения в качестве функциональной подсистемы гидроцилиндра;

- результаты теоретических исследований математической модели;

-методика оптимизационного синтеза длины контактного участка

мембранного уплотнения поршня гидроцилиндра;

-методика формирования технического задания на проектирование, методики расчета длины контактного участка мембранного уплотнения поршня и выбора основных комплектующих гидроцилиндра;

- алгоритмы автоматизации проектирования гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня;

-прикладные библиотеки комплектующих гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня.

Реализация работы. Методика расчета длины контактного участка мембранного уплотнения поршня и выбора основных комплектующих гидроцилиндра, а также разработанный программный продукт для формирования технического задания и расчета длины контактного участка мембраны переданы в ОАО «Конструкторское бюро транспортного машиностроения» для применения их при проектировании новых и модернизации существующих машин, оснащенных гидроприводом поступательного действия. Программный продукт для формирования технического задания и расчета длины контактного участка МУ, а так же файлы прикладных библиотек комплектующих гидроцилиндра переданы в ОАО «Омскгидропривод» для совершенствования процесса проектирования поршневых гидроцилиндров. Кроме того, они внедрены в учебный процесс и используются при подготовке специалистов по специальности 190205 «Подъемно - транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование».

Апробация работы. Основные положения докладывались и были одобрены на Международном конгрессе «Машины, технологии и процессы в строительстве» (Омск, СибАДИ, 2007г.); на 62-ой Научно-технической конференции ГОУ «СибАДИ» (Омск, СибАДИ, 2008г.); на Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых исследователей «Теоретические знания - в практические дела» (Омск, ЗИТЛП, 2008г.); на IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования» (Омск, СибАДИ, 2009г.); на XI Всероссийской научно-инновационной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Теоретические знания - в практические дела» (Омск, ЗИТЛП, 2010г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 179 страницах, содержит 2 таблицы, 93 рисунка, приложения и список использованных источников из 100 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель исследований.

В первой главе рассмотрены существующие конструкции гидроцилиндров, их основные параметры и комплектующие. Проанализированы существующие методики их расчета, а также сформулированы тенденции развития в проектировании гидроцилиндров, одной из которых является повышение эффективности функционирования гидроцилиндров путем повышения качества переходных процессов, протекающих в рабочей полости.

Для этого был проведен анализ существующих и перспективных конструкций предохранительных демпфирующих устройств, снижающих динамические нагрузки в гидроцилиндре, который показал, что они не в состоянии исключить причины возникновения динамических нагрузок, не связанных с упорами поршня в крышку. Наиболее рациональным вариантом конструктивного решения, позволяющим сгладить забросы и колебания давления в напорной полости гидроцилиндра, является размещение мембранных гидрокамерных уплотнений, обладающих возможностью изменения величины зазора между уплотнением и гильзой под действием управляющего давления среды в подмембранной камере в поршне гидроцилиндра.

В общем случае можно выделить следующие структурные элементы конструкции МУ (рисунок 1): 1 - основной уплотняющий элемент; 2 — вспомогательные элементы; 3 - эластичную мембрану; 4 - подмембранную камеру; 5 - клапан «ИЛИ»; 6,7 - поверхности уплотняемого соединения.

6

Рисунок 1 - Конструкция мембранного уплотнения поршня

МУ работает следующим образом. При отсутствии управляющего давления в подмембранной камере 4 мембрана 3 не деформируется и не поджимает основной уплотнительный элемент 1 к поверхности гильзы 6.

Когда в камеру 4 подается среда под давлением, равным или превосходящим давление уплотняемой среды, на эластичной мембране 3 возникает перепад давлений, вследствие дросселирования уплотняемой среды в зазоре между поверхностью 6 и уплотнителем 1, что приводит к деформации

мембраны и поджатою основного уплотняющего элемента 1 к поверхности 6 герметизируемого соединения.

Вопросами исследования МУ в СибАДИ занимались Алексеева. Т.В., Кириков Р.П., Загвоздин Ю.Г., Галдин Н.С., Шерман Э.Б,, Лупинос. С.П., Гришакин A.A., Мурсеев И.М и другие.

Так же в первой главе, были обоснованы локальные и комплексный критерий эффективности ГПД, направленные на повышения показателей качества переходных гидродинамических процессов, протекающих, . в гидроцилиндре.

Одним из важнейших показателей качества, напрямую влияющих. на производительность, является быстродействие. За счет повышения быстродействия снижается время цикла, что повышает производительность и тем самым эффективность.

В качестве локального критерия было выбрано время разгона штока,.за которое переходный процесс нарастания скорости штока достигает установившегося значения. Для повышения быстродействия время разгона должно стремиться к минимуму: tP => min.

Немаловажным фактором, оказывающим влияние на эффективность гидропривода, являются забросы давления, обусловленные действием внешних сил и инерционностью привода при его включении и эксплуатации.

Анализ работ, посвященных исследованию влияния динамических нагрузок на надежность гидроцилиндров и гидроприводов в целом, позволил утверждать, что одной из основных причин отказов гидроцилиндров являются динамические нагрузки от колебаний давления.

Для оценки величины забросов давления при пуске гидропривода может быть применен такой показатель качества переходного процесса как перерегулирование. С увеличением перерегулирования по давлению и скорости нарастания давления интенсивность отказов возрастает.

Таким образом, в качестве локального критерия эффективности принята величина перерегулирования давления в напорной полости гидроцилиндра при включении привода. Надежность привода возрастает с уменьшением критерия перерегулирования давления: а => min.

Обоснованные локальные критерии позволили оформить комплексный критерий эффективности ГПД.

Во второй главе была описана методика теоретических исследований.

В третьей главе была разработана математическая модель сложной динамической системы ГПД, включающая в себя математическую модель функционирования мембранного уплотнения поршня как подсистему гидроцилиндра.

Для разработки математической модели были составлены расчетная схема ГПД (рисунок 2) с обозначением параметров в расчетных узлах и схема связей (рисунок 3), отображающая гидравлические, механические, силовые связи и

управляющие воздействия. Блоки на схеме связей представляют собой гидроэлементы, рассматриваемые как многомерные динамические объекты, содержащие структурные схемы, отражающие уравнения, описывающие эти элементы.

На расчетной схеме: Qr, Qm\, Qu,\ - геометрическая подача насоса, расход, проходящий через переливной клапан и расход, поступающий в исполнительный гидроцилиндр; Qm, Q01, Qm, Qrjn, <2дгт, Qrp, Qura ~ расходы на выходе насоса (подача), фильтра, регулятора расхода, гидролинии, напорной линии гидрораспределителя (дросселя напорного), гидроцилиндра и сливной линии гидрораспределителя (дросселя сливного); рт — давление всасывания насоса; рщ, рцрсг — давления в сливной полости гидроцилиндра и в сливной линии гидрораспределителя; рт (ркт), Pppi, Prjn, Рдрни Рщ - давления насоса (на переливном клапане), перед регулятором расхода, перед гидролинией, перед напорной линиией гидрораспределителя, в рабочей полости гидроцилиндра; х - перемещение запорно-регулирующих элементов (ЗРЭ) предохранительного клапана КП; у — перемещение ЗРЭ управляемого дросселя регулятора расхода РР; z - перемещение золотника гидрораспределителя; / - перемещение штока гидроцилиндра; т - приведенная к штоку масса подвижных частей; Fh - нагрузка на штоке гидроцилиндра.

<2ц±

Qm

i

вдгт

Ц1

/

. Рщ

iiu

РР

Рт Pin

ßip

0ш

Qr

Рт

Рт

■ ПЕРЕЛИВНОЙ КЛАПАН

тем

3

0Ф2

«Г.7/ «Г.-7J

0Г.7,

ФИЛЬТР

ГИДРО-ЛИПИЯ

Q.iki

Qm

Pti Рфз Prm Рг.п

V

Qm Qm Q;ipin « Qjm

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ (ПРО РАБОЧИЙ ГИДРО-ЦКЧИНДР РЕГУЛЯТОР РАСХОДА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ (ДРЩ

| Pjpci Ра > ♦ I Рщ Pppj Ррп к Р^рн: Рцрш

Рисунок 2 - Расчетная схема Рисунок 3 - Схема связей гидропривода поступательного гидропривода действия

поступательного действия

Гидроэлементы на сегодняшний день достаточно хорошо изучены, их динамика описана известными уравнениями, которые были взяты за основу при

математическом моделировании. Наибольший интерес при моделировании вызывает гидроцилиндр и МУ поршня.

На рисунке 4 представлена расчетная схема поршневого гидроцилиндра для случая выдвижения штока.

Оппкг

О.НУТ

Рисунок 4 - Расчетная схема гидроцилиндра для случая выдвижения штока

Система уравнений математической модели гидроцилиндра включает уравнения неразрывности потока и уравнение движения выходного звена под действием сил давления в зависимости от внешней нагрузки, сухого и вязкого трения:

Фд/ Ш

<2ц1 ~ ' купР1 + Зц, ■ — + !2ЦПЕР> (1)

Л

£1_

ж2:

1

т

РщЯщ ~РщЯц2 ~нп> ~кгг -¿«я—

(2)

Л

где — - скорость перемещения штока гидроцилиндра; (2щ - расход рабочей

жидкости на входе в гидроцилиндр; рщ, рц2 - давление в рабочей полости гидроцилиндра и давление на сливе соответственно; Бщ и Эщ — рабочие площади поршневой и штоковой полостей; куПП - коэффициент упругости поршневой полости с жидкостью; т - приведенная к штоку масса подвижных частей; Нц> - сила вязкого трения; ЯТР — сила сухого трения в уплотнениях цилиндра; ^я- нагрузка на штоке гидроцилиндра.

Уплотнение поршня, герметизирующего рабочие полости гидроцилиндра, выполнено в виде цилиндрической эластичной мембраны. Эффект герметизации подвижного соединения между поршнем и гильзой гидроцилиндра и, обратный ему эффект дросселирования рабочей жидкости из напорной полости в сливную, определяется величиной давления в подмембранной камере. Таким образом, математическая модель МУ будет представлять собой систему уравнений, описывающих деформацию мембраны под действием сил давления в подмембранной полости.

Мембрана условно разделена на три функциональные зоны: контактный участок, обеспечивающий контакт с гильзой гидроцилиндра, и два боковых

9

участка сопряжения. Считая, что деформация мембраны осесимметрична, а дросселирование потока рабочей жидкости осуществляется только контактной зоной, расчетная схема цилиндрического МУ имеет вид (рисунок 5).

Деформация цилиндрической мембраны при дросселировании потока рабочей жидкости зависит от перепада давлений на ее внешней и внутренней поверхностях, от размеров рабочей части мембранного уплотнения и от упругих и вязких свойств материала мембраны:

1

8 = -

-X

8(к,2 -п2к2) ~(Рщ ~Рцг) +2к11пш") +

1

(3)

+ - (рц1 -рЦ2) Б'м+ 2к,Ьпш0)2 -(32к,Ьпш° )2(к2 -к2к2) j

где я - перемещение контактного участка мембраны; Ьтц - длина боковых (деформируемых) участков мембраны; к / и к г - приведенные коэффициенты жесткости мембраны в осевом и радиальном направлении соответственно.

Рт

>— -1-

/ § оп +

\ ¿г г о

11

77777777777Л

Рт

а)

Рисунок 5 - Схемы мембранного уплотнения: а) обобщенная; б) эквивалентная замещения

Следует отметить, что перемещение контактного участка ограниченно внутренней поверхностью гильзы гидроцилиндра, то есть:

( Опш + 5, при Опш + 2з < О,.;

(4)

[£>/', при £>///;/ + 2я > Вг,

где Ог-диаметр гильзы.

Расход перегечек через МУ определяется зависимостью:

СЦПЕР

ог-(вг

(5)

Исходя из предположения о возникновении вязкого трения вследствие движения выходного звена, относительно среды, протекающей с пренебрежимо малой скоростью по зазорам в уплотнениях, сила вязкого трения может быть определена зависимостью:

нТР=

(РпШ+2з)-Ьлш ! К'Рщт'^шт Ряа'Ужг}

Ог-фпш+2*) ш Ок-Ошт 4 Л' (6)

7Г

где Виш , В ц/Г, О к — диаметры поршня, штока и корпуса соответственно; Ьпш ~ длина контактного участка мембраны; ЬШт ~ длина контакта уплотнения штока; ржи Рж - плотность жидкости в поршневой и штоковой полостях гидроцилиндра, ут, \>ш - вязкость жидкости в поршневой и штоковой полостях гидро цилиндра.

Равнодействующая сил сухого трения определяется на основании принципа суперпозиции для функционирующих уплотнителей поршня и штока:

Лгг = ж-(■ Ьпш /пш'Рц\+ к ' Е>ш- Ьип -/шт-р'шт, (7)

гЛв/пш,/шт- коэффициенты трения материала уплотнения о гильзу и шток.

Ограничение, накладываемое на разгон поршня гидроцилиндра при пуске при различных сочетаниях величины сил давления, сухого трения и внешней силы:

[О, при рЦ1БЦ1 < рш$Ц2 + Я77, + Рн;

|/, при рЦ18Ц1 > рЦ2ЯЦ2 + Я/г + Рн. (8)

Для каждого гидроэлемента была составлена структурная схема в среде БшиПпк и разработаны окна пользовательского интерфейса для удобства ввода параметров уравнений, по которым проводился расчет (рисунокб).

«(так)

Ёчинь.е параметра -аавгоиев слентй голоат номера. Па; 01 - расти ж*д.ост

г, Г-Г11.П . т: в п«рОЦИ1*а«р, М~ЗА.

Бвми№а парчагры: рТ ■ дгвлеия а напорной полосам тдвощагеюв. 11в; Ш - раоая »идкосгм Еьле^тмлы) ю гидроци >ва«ра. аГЭ/с. I- переглещеи« щгава. м МЛ- скорость перемещен«! штока тдро<и«ь»«ра. м/с.

Засава»лывп((»лвгрьг т - грисеорннаяк играл) масса пЗДклпадечмпаР.лг^! нЗЗ ■ работав пгсшадМ и^ичаа и штоювсй полостей. м"2 V ■ мергеый объем работей (тасги нвроиипагсрв.н^кт- кга'а'ТРВ^нт'рса^ рабочей иа^ос™ «о гиердаомадра:Е -объв!,!^ моадо апигоаги рэ5р«й аидлости, Паа: О - диаяето ¡рлаащра. м; <& - толщина сточат пюрошоммра. ы Ей - модуль ¡п^тпсш материала стегни гидалрамтра. Па.-бе^а- клич*« аэзсра "¡-и:1! »утренней псеЕршетью гильзы м мамбранол ь сробшнал состоит м: Од ■ диаметр гильзы, п. ггл .гласщ-снг распада;!. -дгмгалснгаллткгогпастхз мембраны

С!' Салаг 1-,|р

Рисунок 6 - Окно интерфейса для ввода параметров гидроцилиндра, разработанный в среде 31тиНпк

В четвертой главе приводятся результаты теоретических исследований ГПД с гидроцилиндром, оснащенным МУ поршня.

11

При решении задачи анализа были проанализированы аргументы математической модели, обоснованы исследуемые параметры МУ и условия эксплуатации привода, при которых проводились теоретические исследования.

В качестве основного конструктивного параметра МУ была выбрана длина контактного участка в диапазоне от 0,01 до 0,03 м. Шаг варьирования принят равным 0,005 м. Таким образом, при решении задачи анализа, в математическую модель гидроцилиндра вводились следующие значения длины контактного участка мембраны: Lnim = 10"4 м; Lnun = 15-Ю"3 м; Lmm = 20-Ю"3 м; Ьпша - 25-Ю"3 м; ЬПШ5 = ЗО Ю"3 м.

Для исследования был выбран диапазон скоростей поршня гидроцилиндра: 610"2 < dl/dt < 10"1 м/с с пятью промежуточными значениями: dl¡/dt = 6-10"2 м/с; dl2/dt = 7-10'2 м/с; dydt = 810"2 м/с; dydt = 910"2 м/с и dl s/dt = 10"1 м/с. И диапазон давлений в рабочей полости гидроцилиндра: 107Па <рц< 18-Ю6 Пас пятью промежуточными значениями рщ = 107 Па, рщ = 12-Ю6 Па; p/p = 14-Ю6 Па; рщ = 16-Ю6 Па ирт = 18-106 Па.

В ходе проведения теоретических исследований был получен ряд графиков переходных процессов нарастания давления рабочей жидкости в напорной полости и скорости поршня гидроцилиндра при пуске привода для каждого значения длины контактного участка ЬПщ\... Ьпшь, при значениях скорости поршняdli/dt ...dls/dt и давлениярц\...рцъ-

Анализ полученных графиков позволил выявить зависимости величины перерегулирования давления от длины контактного участка мембраны и скорости поршня при различных давлениях в напорной полости гидроцилиндра. Примеры представлены на рисунках 7 и 8.

Судя по графикам (рисунок 7 и 8), величина перерегулирования давления в напорной полости гидроцилиндра снижается как при увеличении длины контактного участка мембраны, так и при увеличении скорости поршня, что обуславливается увеличением сил вязкого трения.

Кроме того были выявлены зависимости времени разгона поршня от длины контактного участка мембраны и давления в напорной полости при различных скоростях поршня гидроцилиндра. Примеры представлены на рисунках 9 и 10.

Графики (рисунок 9 и 10) показали, что время разгона возрастает при увеличении длины контакта при всех значениях давления. Кроме того наблюдается рост значений времени разгона и при увеличении скорости движения поршня, что объясняется ростом силы вязкого трения.

Все полученные поверхности были аппроксимирования уравнениями нелинейной полиномиальной регрессии второй степени.

Для оценки величины перетечек рабочей жидкости через МУ были построены зависимости расхода перетечек от давления в напорной полости гидроцилиндра. В исследуемом диапазоне давлений перетечки не превысили установленных значений, что говорит о корректной работе мембраны в качестве уплотнения поршня.

1„х №''", *

Л/йкКЛмЛ:

Рисунок 7 - Зависимость величины перерегулирования давления от длины контактного участка мембраны и скорости поршня при давлении рт = 10' Па

а, %

30 О-в

Рисунок 8 - Зависимость величины перерегулирования давления от длины контактного участка мембраны и скорости поршня при давлениирда = 18-106 Па

Ц.ш\ 10". M

рих 10, Па

Рисунок 9 - Зависимость времени разгона поршня от длины контактного участка мембраны и давления в напорной полости при скорости поршня dl\!dt = 0,06 м/с

0.4

ШЩ

Я

га .......

15

¿та*10*- "

16

Р„хК>\ На

Рисунок 10 - Зависимость времени разгона поршня от длины контактного участка мембраны и давления в напорной полости при скорости поршня (Пъ/Л = 0,1 м/с

В пятой главе: была разработана САПР поршневых гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня, которая включала в себя методику формирования технического задания на проектирование, методики расчета длины контактного участка МУ поршня и выбора комплектующих гидроцилиндра; программный продукт, позволяющий сформировать техническое задание и рассчитать длину контактного участка МУ по представленным заказчиком исходным данным; прикладные библиотеки комплектующих гидроцилиндров, оснащенных МУ поршня.

На рисунке 11 представлена функциональная схема разработанной САПР.

Дня оформления технического задания заказчику необходимо задать основные параметры гидроцилиндра. Если заданы не все значения, то разработанный алгоритм позволяет рассчитать недостающие. После чего заказчик задает другие конструктивные параметры: ход поршня, расстояние между опорами и др., а так же выбирает тип креплений, штуцеров для подвода жидкости и других серийно выпускаемых комплектующих, то есть определяет комплектность гидроцилиндра

Методика расчета длины контактного участка МУ поршня гидроцилиндра основана на результатах математического моделирования, решении задач анализа и синтеза в соответствие с предложенным критерием эффективности.

Методика оптимизационного синтеза длины контактного участка мембраны включала в себя постановку задачи условной оптимизации, переход от задачи условной к задаче безусловной оптимизации методом множителей Лагранжа, решение задачи безусловной оптимизации методом Ньютона по каждому локальному критерию эффективности и получение оптимальных значений длины уплотняющего участка мембраны по комплексному критерию методом свертки локальных критериев (рисунок 12).

На рисунке 13 представлена зависимость оптимальной длины контактного участка мембраны от скорости поршня и давления в напорной полости гидроцилиндра.

Для удобства расчета оптимизируемого параметра полученная поверхность была аппроксимирована полиномом второй степени:

ЬПш= 0,0167 - 0,00543 О/Л + 3,985-Ю-10№ + 0,ПЦсИЩ2-

- 1,т-т19рц2-4,15ло-9сИ/л- рц. (Ю)

Методика выбора комплектующих гидроцилиндра определяет последовательность отбора элементов и их типоразмеры.

Для автоматизации процесса проектирования гидроцилиндра был разработан программный продукт для формирования технического задания и расчета длины контактного участка мембраны. Графический интерфейс разработанного продукта представлен на рисунке 14. Заказчик заполняет необходимые поля и в автоматизированном режиме рассчитывает недостающие основные параметры гидроцилйндра и оптимальную длину уплотняющего участка мембраны по уравнению (10). Кроме того заказчик задает типы серийно выпускаемых комплектующих по заложенным в программу каталогам. Данная информация необходима проектировщику при выполнении эскизного проекта.

f Методика расчera конструктивных параметров МУ

Математическое моделирование Разработка и I ■■■ ■■

реализация математической

В вод к оэффи циеитов математической модели

Обоснование критериев эффективности

Время разгона поршня —> min Перерегулирование давления в напорной полости —> min

Получение граф. переходных процессов & гидроцилиндре

Определение исследуемых параметров гидроцидиндра

Получение зависимостей критериев эффективности от исследуемых парметрое гидроцилинзра и их аппроксимация

Решение задачи анализа

Переход от задачи условной к задаче безусловной оптимизации

Решение задачи оптимизации метолом Ньютона

Постановка задачи условной оптимизации

Поиск скорректированных значений длины м ем браны по векторному критерии'

Оптимизация длины контактного участка МУ

Расчет параметров МУ и выбор основных элементов гидроцилиндра

Формирование баа данных комплектующих гидроцилиидра на

основе при клади ыхбибл йоге к программного продукта КОМПАС

Выбор передней крышки

Выбор гильзы

Выбор задней крышки

Выбор штока

Выбор опоры гильзы

Выбор опоры штока

Выбор «оршня ai стандартным чабром уплотнений

Выбор штуцеров для подвода жидкости

Ввод исходных данных

Расчет основных

параметров гидроцшшядра по ДАННЫМ,

предоставленным

?ак душком

к

ж

«

Bf. te

а!

В

к о

ГУ

Разработка эскизной документации

_L

Согласование с заказчиком

Система автоматизации проектирования гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня

Рисунок 11 - Функциональная схема САПР гидроцилиндров, оснащенных МУ поршня

Рисунок 12 - Блок-схема алгоритма методики синтеза длины контактного участка мембранного уплотнения поршня гидроцилиндра

Для автоматизации процесса проектирования были разработаны библиотеки серийно выпускаемых элементов гидроцилиндра (рисунок 15), динамически подключаемые к программному продукту КОМПАС и содержащие численную и графическую информацию о сборочных единицах и деталях поршневых гидроцилиндров. Такую библиотеку легко написать, например, на Delphi. Она будет подключаться к КОМПАС так же, как и все прочие библиотеки, и будет иметь полный доступ к API КОМПАС для выполнения различных построений и манипуляций с графическими объектами и документами.

Рисунок 13 - Зависимость оптимальной длины контактного участка мембраны от скорости поршня гидроцилиндра и давления в напорной полости

Сведения с эааязиск'? Когнгвстое; жило.

Адрес

Г«Л «„»швн,, с одаосгароянвк шгакш

>л<*фон-Е-шай-.

(прям С СфНОСТОрОНКМ ИЛИ 5вуссрс<акдаг атоаом)

Ггат упяатений поршня \

С'гандвргкые • Мембранное

Очгковкыр размеры гндроцилиняра

Диаметр яоршнг С, м Ход поршня I. м Расстояние кйкя;/ опорами ы

Зафиксирован» диаыезр

Расстоядае рс опоры гильзы 1Л, м Ржчтсяние до опоры отока 1.2 м

СгриЛно въгг.екзтые компл^кт^к-ии«

Поршень Опора гильзы:' ^"^^Уплсптекш поршня ¡Змбрэть: йЬуцер 3

ПН» Выбрал, Опорааггаха !ЙкбРап'!Уавс1некия шгежз Выбрать!Шт<цер 2

Расчет п8рам«ров гнзроизипиндра •■:';> ызкашаяькаг нагрузка каптже. Н •'> ы аномальное рабочее давление. Па ':?■ Длина юзнтаьтшсч о учапка ыеыбракы, и

скорость поршня, м-'с .: расход рабочей жидкое т, ыЗ.'с

¡ . Сброс. ; : ;, Растет

Рисунок 14 - Графический интерфейс программный продукт для формирования технического задания и расчета длины контактного участка мембраны

; 61 ЕИблйстасА г «ДОЧ^ШЧФЬ! !' ■ :-хЛ ЕгвЬяи»» | .¿3 Гмш

Грямсъ».1к«к11 ! ; • -¿¿3 Задняя крвшжг

Непсдаижные уллгпнгнив !• :•:>-■ £££3 Спервпвяны [ Спор« дока

^гам* «дошке [ :»- ¿.3 Лсимисмуялсгмми :__3 Поршень

Поршне се ■.гвндаргнкы чаберем >тят ' 1 Прочие 9л»;«и:ы

Ш Шхм

Псриждаой ухя с ^ъютис г&'е*

I

! Дкамехр порвшз, йш

| Дгаш&хр штока, мм

;! Ширина поршня, ьш

| Длина ыемораны, ьш

| Количество к

Шшыоша ги^ж.^»] 1 у фрОНГЯЛЪНы{гт . радаез Вил

Профильный разрез Вид сбоку

: Упрощенно Рнсокать ось

ОК Отмена .

" \ х:

'.7^'.......л.;...

■>...(гг т......"]

1

Рисунок 15 - Окно прикладной библиотеки основных комплектующих гидроцилиндров и окно ввода параметров поршня с мембранным уплотнением

Для оценки адекватности математической модели гидроцилиндра, оснащенного МУ поршня, были использованы осциллограммы, полученные в ходе предыдущих исследований МУ в, так называемом, подвижном имитаторе гидроцилиндра. Сравнивались графики экспериментальных переходных процессов с процессами, полученными при математическом моделировании гидроцилиндра в настоящей работе.

Расхождение установившихся значений выходных характеристик не превысило 1,7 %, качественных показателей переходных процессов - 14,5 %. Полученные значения расхождений приемлемы для решения задач, поставленных в данной работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Обоснованный критерий эффективности гидропривода поступательного действия направлен на повышение быстродействия и снижение динамических нагрузок на привод за счет повышения качества переходных процессов в гидроцилиндрах.

2. Разработана математическая модель гидропривода поступательного действия, включающая в себя модель функционирования мембранного уплотнения как составную часть поршневого гидроцилиндра.

3. Выявлены зависимости величины перерегулирования давления в рабочей полости гидроцилиндра и времени разгона поршня от длины контактного участка мембранного уплотнения при различных условиях работы гидроцилиндра.

4. Разработанная методика оптимизационного синтеза позволила рассчитать длину контактного участка мембранного уплотнения в зависимости от давления в гидроприводе и скорости поршня гидроцилиндра. Так, например, для гидроцилиндра диаметром 0,05 м в диапазоне давлений от 107 до 18-Ю6 Па и скоростей поршня от 0,06 до 0,1 м/с оптимальные значения длины контактного участка лежат в пределах от 17-10"3 до 19,5-10"3м.

5. Разработана и, внедрена система автоматизации проектирования гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня, включающая в себя методику формирования, технического задания на проектирование, методики расчета длины контактного участка мембранного уплотнения поршня и выбора серийно выпускаемых комплектующих гидроцилиндра.

6. Разработанный программный продукт позволил в автоматизированном интерактивном режиме сформировать техническое задание и рассчитать длину контактного участка мембранного уплотнения.

7. Разработанная прикладная библиотека основных элементов позволила автоматизировать процесс эскизного проектирования гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня.

8. Для оценки адекватности разработанной математической модели функционирования гидроцилиндра, оснащенного мембранным уплотнением

поршня, были использованы осциллограммы, полученные в ходе проведения предшествующих исследований. Расхождение качественных показателей переходных процессов не превысило 14,5 %.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

В изданиях рекомендованных ВАК:

1.Леванов C.B. Реализация математической модели гидропривода поступательного действия в программной среде Simulink как составная часть системы автоматизированного проектирования / A.B. Жданов, C.B. Леванов // Вестник Воронежского Государственного Технического Университета. - 2009. - Вып. 9. - Том 5. - С. 24 - 27.

2. Леванов C.B. Анализ влияния геометрических параметров мембранного уплотнения поршня гидроцилиндра на качество переходных процессов в гидроприводе // САПР и графика. - 2009. - №9. - С. 119 - 120.

В других изданиях:

3. Леванов C.B. Обзор и анализ уплотнений исполнительных гидроцилиндров // Теоретические знания в практические дела: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых исследователей, 25 марта 2008. - Омск: Изд-во РосЗИТЛП, 2008. - С. 122 - 125.

4. Леванов C.B. Основные технические требования к конструкции гидроцилиндров // Сборник научных трудов — Омск: Иртышский филиал НГАВТ, 2008. - Вып. 6. - С. 172 - 175.

5. Леванов C.B. Уплотнения поршневых гидроцилиндров // Общие комплексные проблемы технических и прикладных наук: Межвуз. сб. тр. молодых ученых, аспирантов и студентов. - Омск, 2008. - Вып.5, ч.1. - С. 195 - 197.

6. Леванов C.B. Математическое описание гидроцилиндра двустороннего действия / A.B. Жданов, Ш.К. Мукушев, И.А. Угрюмов, C.B. Леванов // Вестник СибАДИ. - 2008. - Вып. 4(10). - С. 66 - 69.

7. Леванов C.B. Математическая модель гидроцилиндра двустороннего действия / A.B. Жданов, Ш.К. Мукушев, И.А. Угрюмов, C.B. Леванов // Научный потенциал высшей школы для инновационного развития общаества: Сборник статей VI Междунар. науч.-практ. конф., 8-10 декабря 2008. - Омск: Изд-во ОГИС, 2008. - С. 171 - 173.

8. Леванов C.B. Обоснование расчетной схемы стенда для исследования гидроприводов поступательного действия // Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования: Материалы IV Всерос. науч.-пракг. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 20-21 мая 2009 г. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2009.-Кн. 1.-С. 321-323.

9. Леванов C.B. Математическая модель гидроцилиндра, оснащенного

мембранным уплотнением поршня / A.B. Жданов, C.B. Леванов // Вестник СибАДИ.-2009.-Вып. 3(13).-С. 51-54.

10. Леванов C.B. Структура и этапы системы автоматизированного проектирования поршневых гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня / A.B. Жданов, C.B. Леванов // Вестник СибАДИ. - 2009. -Вып. 4(14).-С. 55-57.

Подписано к печати 09.04.2010. Формат 60x90 1/16. Бумага офсетная. Отпечатало на дубликаторе.

Гарнитура тайме Усл. п.л. 1,25; уч.-изд. л. 0,9. Тираж 120. Заказ №102

Отпечатано в ПО УМУ СибАДИ 644080, г. Омск, пр. Мира, 5

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Гидроцилиндры как исполнительное звено гидропривода поступательного действия.

1.1.1 Конструкции и типы гидроцилиндров.

1.1.2 Основные комплектующие поршневых гидроцилиндров.

1.1.3 Основные параметры гидроцилиндров.

1.2 Обзор существующих конструкций поршневых гидроцилиндров и анализ тенденций их развития.

1.3 Анализ существующих и перспективных конструкций предохранительных демпфирующих устройств.

1.4 Исследование предохранительных устройств, снижающих динамические нагрузки в гидроцилиндре рабочего оборудования.

1.5 Обзор существующих методик проектирования гидроцилиндров и расчета конструктивных параметров их комплектующих.

1.6 Требования, предъявляемые к поршневым гидроцилиндрам.

1.7 Обоснование критериев эффективности поршневых гидроцилиндров.

1.8 Цель и задачи исследования.

2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

3 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГИДРОПРИВОДА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ.

3.1 Алгоритм формирования математической модели гидропривода поступательно действия.

3.2 Обоснований схемы гидравлической принципиальной гидропривода поступательного действия.

3.3 Принятие допущений.

3.4 Разработка расчетной схемы.

3.5 Разработка схемы связей.

3.6 Математическое описание гидроэлементов.

3.7 Принципы формирования обобщенной математической модели гидропривода поступательного действия.

4 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОЦИЛИНДРА, ОСНАЩЕННОГО МЕМБРАННЫМ УПЛОТНЕНИЕМ ПОРШНЯ, НА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В ГИДРОПРИВОДЕ.

4.1 Последовательность проведения вычислительного эксперимента.

4.2 Обоснование управляющего воздействия.

4.3 Анализ аргументов математической модели и обоснование варьируемых переменных.

4.4 Обоснование параметров мембранного уплотнения, подлежащих исследованию, выбор границ и интервалов варьирования.

4.5 Исследование переходных процессов в гидроприводе поступательного действия, оснащенного гидроцилиндром с мембранным уплотнением.

4.6 Выявление закономерностей рабочих процессов, протекающих в поршневом гидроцилиндре, оснащенном мембранным уплотнением.

4.7 Аппроксимация выявленных закономерностей.

4.8 Оценка величины перетечек в гидроцилиндре, оснащенном мембранным уплотнением поршня.

4.9 Сравнение результатов математического моделирования гидроцилиндра, оснащенного мембранным уплотнением, с экспериментальными данными, полученными в предшествующих исследованиях.

5 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОРШНЕВЫХ ГИДРОЦИЛИНДРОВ.

5.1 Функциональная схема и этапы САПР поршневых гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня.

5.2 Формирование технического задания на проектирование гидроцилиндра.

5.3 Методика синтеза длины контактного участка мембранного уплотнения.

5.3.1 Постановка задачи оптимизации.

5.3.2 Решение задачи условной оптимизации.

5.3.3 Решение задачи безусловной оптимизации.

5.3.4 Поиск оптимальных значений длины уплотняющего участка мембраны по выбранным критериям эффективности.

5.4 Методика выбора длины контактного участка мембранного уплотнения.

5.5 Алгоритм выбора серийно выпускаемых элементов гидроцилиндра.

5.6 Разработка программного продукта для формирования технического задания и расчета длины контактного участка мембраны.

5.7 Разработка библиотек элементов гидроцилиндра.

Гидравлические приводы нашли широкое применение в промышленных отраслях, таких как строительная, дорожная, коммунальная, сельскохозяйственная и транспортная техника, станкостроение и др., обусловлено его преимуществами перед другими типами приводов и прежде всего возможностью получения больших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродвигателей. Гидроприводы отличаются высокой энергоемкостью, компактностью, небольшой инерционностью, возможностью получения больших передаточных отношений, простотой преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и возвратно-поворотное при бесступенчатом регулировании скоростей, высоким КПД, быстротой передачи командных импульсов, легкостью управления и регулирования и т.п. Исполнительным звеном гидропривода поступательного действия (ГПД) является гидроцилиндр, свойства и параметры которого оказывают большое влияние на функционирование привода.

На сегодняшний день существует огромное разнообразие гидроцилиндров, наиболее востребованными из которых являются поршневые. Поршневые гидроцилиндры достаточно хорошо изучены, их конструкции, конструктивные параметры и типоразмерный ряд регламентированы государственными и отраслевыми стандартами.

Существует множество предприятий, проектирующих стандартные и нестандартные гидроцилиндры на заказ, применяя новые технологии и материалы, а высокая надежность и производительность давно стали неотъемлемыми требованиями при их проектировании. Для повышения ресурса применяются стопорные и демпфирующие устройства, поглощающие энергию при ударе поршня в крышку, но они не в состоянии исключить причины возникновения динамических нагрузок, не связанных с упорами поршня в крышку.

До сих пор не существует серийно выпускаемых устройств, защищающих гидроцилиндр от негативных явлений при пуске, таких как перерегулирование и колебательность давления и расхода.

Кроме того, проектирование гидроцилиндров на отечественных предприятиях и конструкторских бюро производится до сих пор без применения научных методик или систем автоматизации проектирования, что не приводит к оптимальному результату и ухудшает динамические и, как следствие, эксплуатационные свойства гидропривода в целом.

Все это повышает трудоемкость проектирования и производства, не способствует улучшению характеристик выпускаемых гидроцилиндров, ухудшает конкурентоспособность отечественных изделий даже на внутреннем рынке и снижает производительность ГПД, на которые они устанавливаются.

В связи с этим является актуальной разработка САПР поршневых гидроцилиндров с устройством, предохраняющим гидроцилиндр от динамических нагрузок при пуске и, позволяющем улучшить качество переходных процессов. В качестве такого устройства может выступить мембранное уплотнение поршня, позволяющее изменять зазор между гильзой и уплотнением в зависимости от давления рабочей жидкости в подмембранной камере.

Поэтому целью предлагаемой диссертационной работы является разработка системы автоматизации проектирования поршневых гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня.

Поставленная цель позволила сформулировать тему работы: «Разработка системы автоматизации проектирования гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня».

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- Обосновать критерий эффективности гидропривода поступательного действия.

- Разработать математическую модель сложной динамической системы гидропривода поступательного действия, включающую в себя модели гидроэлементов и модель мембранного уплотнения в качестве функциональной подсистемы гидроцилиндра.

- Выявить закономерности, связывающие локальные критерии эффективности гидропривода поступательного действия и длину контактного участка мембранного уплотнения поршня гидроцилиндра.

- Разработать научно обоснованную методику расчета длины контактного участка мембранного уплотнения, методику выбора основных комплектующих и прикладные библиотеки элементов гидроцилиндра.

- На основе разработанных методик создать систему автоматизации проектирования поршневых гидроцилиндров.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Обоснованный критерий эффективности гидропривода поступательного действия направлен на повышение быстродействия и снижение динамических нагрузок на привод за счет повышения качества переходных процессов в гидроцилиндрах.

2. Разработана математическая модель гидропривода поступательного действия, включающая в себя модель функционирования мембранного уплотнения как составную часть поршневого гидроцилиндра.

3. Выявлены зависимости величины перерегулирования давления в рабочей полости гидроцилиндра и времени разгона поршня от длины контактного участка мембранного уплотнения при различных условиях работы гидроцилиндра.

4. Разработанная методика оптимизационного синтеза позволила рассчитать длину контактного участка мембранного уплотнения в зависимости от давления в гидроприводе и скорости поршня гидроцилиндра. Так, например, для гидроцилиндра диаметром 0,05 м в диапазоне давлений от 107 до 18-Ю6 Па и скоростей поршня от 0,06 до 0,1 м/с оптимальные значения длины контактного участка лежат в пределах от 17-Ю"3 до 19,5-10"3 м.

5. Разработана и внедрена система автоматизации проектирования гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня, включающая в себя методику формирования технического задания на проектирование, методики расчета длины контактного участка мембранного уплотнения поршня и выбора серийно выпускаемых комплектующих гидроцилиндра.

6. Разработанный программный продукт позволил в автоматизированном интерактивном режиме сформировать техническое задание и рассчитать длину контактного участка мембранного уплотнения.

7. Разработанная прикладная библиотека основных элементов позволила автоматизировать процесс эскизного проектирования гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня.

8. Для оценки адекватности разработанной математической модели функционирования гидроцилиндра, оснащенного мембранным уплотнением поршня, были использованы осциллограммы, полученные в ходе проведения предшествующих исследований. Расхождение качественных показателей переходных процессов не превысило 14,5 %.

1. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976.-279 с.

2. Алексеева Т.В. Гидропривод и гидроавтоматика землеройно-транспортных машин. — М.: Машиностроение, 1966.

3. Анциферов Е.Г. Методы оптимизации и их приложения / Е.Г. Анциферов, Л.Т. Ащепков, В.П. Булатов. Новосибирск: Наука, 1990. -Т.1.- 158 с.

4. А.с. 1188430, VRB 16 15/46. Мембранный уплотнитель поршня / Р.П. Кириков, Э.Б. Шерман, Ю.Г. Загвоздин и др. № 3611858.

5. А.с. 1209947, VRB 15 В 15/14. Исполнительный гидроцилиндр/ Р.П. Кириков, Э.Б. Шерман, Ю.Г. Загвоздин и др. № 3682386.

6. Баловнев В.И., Завадский Ю.В., Кустарев Г.В. Использование ЭВМ при исследовании эффективности дорожных машин методами математического моделирования. Учебное пособие/МАДИ. М., 1987. - 104 с.

7. Баловнев В.И. Основные направления повышения эффективности и интенсификации дорожно-строительных машин. // Интенсификация рабочих процессов дорожных машин. М.: МАДИ. -1981.-е. 4-11.

8. Беляев В.В. Основы оптимизационного синтеза при проектировании землеройно-транспортных машин: Монография. — Омск: Изд-во ОТИИ, 2005. 133 с.

9. Беляев В.В. Критериальная оценка конструкторских решений на различных этапах проектирования. Омск: Изд-во ОТИИ, 2002. — 60 с.

10. Ю.Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. — М.: Мир, 1974.-464 с.

11. П.Беркман И.Л., Буланов А.И., Раннев А.В., Рустанович А.В., Скворцов Г.С., Смирнов А.А. Одноковшовые экскаваторы и самоходные краны сгидравлическим приводом. М., Машиностроение, 1971.

12. Буренин В.В. Гидроцилиндры для строитель но-дорожных машин// Строительные и дорожные машины №7. 1998. - 100 с.

13. Буренин В.В. Новые конструкции силовых гидроцилиндров объемного гидропривода. Автоматизация и современные технологии №5. 2001. - 100 с.

14. Васильченко В.А., Беркович Ф.М. Гидравлический привод строительных и дорожных машин. М.: Стройиздат, 1978. - 166 с.

15. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1983. — 301 с.

16. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. — М.: Наука, 1969. 576 с.

17. Вуколов В.М., Кузьмичева И.М. Детали из пластмасс в пневмогидравлических системах. Ленинград, Машиностроение, 1974.

18. Выгодский М.Я. Справочник во высшей математике. М.: Наука, 1964.-872 с.

19. Галдин Н.С. Элементы объемных гидроприводов мобильных машин. Справочные материалы: Учебное пособие. Омск: Изд-во СибАДИ, 2005. - 127 с.

20. Гамынин Н.С. Гидравлический привод систем управления. — М.: Машиностроение, 1972. 376 с.

21. Гидравлика, гидромашины и гидропривод: Учебник для машиностроительных ВУЗов / Т.М. Башта, С.С.Руднев, Б.Б. Некрасов и др. — М.: Машиностроение, 1982. 376 с.

22. Глушец В.А. Совершенствование системы управления рыхлительным агрегатом: Дис. . канд. техн. наук: 05.05.04. Омск, 2004. - 185 с.

23. Григорьев С.М., Овандер В.Б. Повышение эксплуатационной надежности гидроцилиндров// Приводная техника. 1997. №6. С. 18-19.

24. Гольдшмидт А.И., Саенко В.П., Денисова О.П. Гидроцилиндры: качество обеспечивается стандартизованными техническими требованиями и методами испытаний// Приводная техника. 1997. №4.1. С. 45-48

25. ГОСТ 6540-68. Гидроцилиндры и пневмоцилиндры ряды основных параметров.

26. ГОСТ 16514-96. Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры. Общие технические требования.

27. ГОСТ 17752-81. Гидропривод объемный и пневмопривод. Термины и определения.

28. ГОСТ 18464-96. Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры. Правила приемки и методы испытаний.

29. Городецкий С.Ю., Гришагин В.А. Учебный курс «Модели и методы конечномерной оптимизации» / Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского/ Нижний Новгород, 2003.

30. Дегтярев Ю.И. Методы оптимизации: Учеб. пособие для вузов. — М.: Советское радио, 1980. 267с.

31. Дементьев Ю.В. САПР в автомобиле- и тракторостроении: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 224 с.

32. Джонс Дж. К. Методы проектирования / Пер. с англ. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Мир, 1986. - 326 с.

33. Динамика гидропривода / Под ред. В.Н. Прокофьева. М.: Машиностроение, 1972. - 292 с.

34. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке Basic для персональных ЭВМ: Справочник. М. Наука, 1987. - 240 с.

35. Жданов А.В. Обоснование основных конструктивных параметров гидравлических рулевых механизмов строительных и дорожных машин с шарнирно-сочлененной рамой. Дис. . канд.техн.наук. Омск: СибАДИ, 2007. -218 с.

36. Жданов А.В. Обоснование инженерной методики по выбору основных конструктивных параметров объемных гидроприводов с усилителем потока /А.В. Жданов, Ш.К. Мукушев // Вестник Сибирской автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). 2007. - Вып. 5. - С. 157-162.

37. Жданов А.В. Математическая модель гидрораспределителя объемного гидропривода рулевого управления /А.В. Жданов, Ш.К. Мукушев // Строительные и дорожные машины. 2007. - №10. - С. 34 - 36.

38. Жданов А.В. Математическое описание гидроцилиндра двустороннего действия / А.В. Жданов, Ш.К. Мукушев, И.А. Угрюмов, С.В. Леванов // Вестник Сибирской автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). —2008. Вып. 4(10). - С. 66 - 69.

39. Жданов А.В. Система автоматизации проектирования гидропривода рулевого управления колесных машин / А.В. Жданов, В.В. Меньков // Вестник Воронежского Государственного Технического Университета. 2009. - Вып. 7. - Том 5. - С. 82 - 85.

40. Жданов А.В. Математическая модель гидроцилиндра, оснащенного мембранным уплотнением поршня / А.В. Жданов, С.В. Леванов // Вестник Сибирской автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). — 2009. Вып. 3(13). - С. 51 - 54.

41. Загвоздин Ю.Г. Повышение эффективности использования одноковшового экскаватора ЭО-4121А снижением динамических нагрузок в гидроцилиндрах рабочего оборудования: Дис. . канд. техн. наук: 05.05.04. Омск, 1989. - 328 с.

42. Загвоздин Ю.Г. Методика и результаты экспериментальных исследований мембранного уплотнителя поршня силового гидроцилиндра. СибАДИ. — Омск, 1986. — 34с.

43. Заявка 19627969 Германия, МКИ F 15 В 15/02. Опубл. 18.12.97.

44. Капустин Н.М.Автоматизация машиностроения: Учеб. для втузов. -М .: Высш. шк., 2002. 223 с.

45. Каталог гидрооборудования. Гидроцилиндры, гидрорули, рукава высокого давления. ОАО «Елецгидроагрегат». г. Елец, октябрь 2004 г.

46. Каталог продукции ОАО «Омскгидропривод». 2004.

47. Каталог продукции ОАО «Цесна». 2009.

48. Кидрук М.И. Конструкторские библиотеки и инструменты для их создания в системе компас-ЗБ. Часть 2. Сделай сам, или как создать свою библиотеку для компас-ЗБ // САПР и графика. — 2006. №2. — С. 13-14.

49. Кахова Н.Г., Рустанович А.В. Клапаны давления в гидроприводах строительных и дорожных машин: Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1983. Вып 2. - 50 с.

50. Кондаков Р.А. Рабочие жидкости и уплотнения гидравлических систем. -М.: Машиностроение, 1982. 216 с.

51. Кругов В.И. Основы научных исследований: Учеб. для техн. вузов / В.И. Кругов, И.М. Грушко, В.В. Попов и др. М.: Высш. шк., 1989. -400 с.

52. Курицкий Б.Я. Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.0. -СПб.: BHV Санкт-Петербург, 1997. - 384 с.

53. Леванов С.В. Основные технические требования к конструкции гидроцилиндров // Сборник научных трудов Омск: Иртышский филиал НГАВТ, 2008. - Вып. 6. - С. 172 - 175.

54. Леванов С.В. Уплотнения поршневых гидроцилиндров // Общие комплексные проблемы технических и прикладных наук: Межвуз. сб. тр. молодых ученых, аспирантов и студентов. — Омск, 2008. — Вып.5, ч.1.-С. 195-197.

55. Леванов С.В. Анализ влияния геометрических параметров мембранного уплотнения поршня гидроцилиндра на качество переходных процессов в гидроприводе // САПР и графика. 2009. — №9.-С. 119-120.

56. Марутов В.А., Павловский С.А. Гидроцилиндры. М., Машиностроение, 1966.

57. Математические основы теории автоматического регулирования, Под.ред. Б.К. Чемоданова. Учеб. пособие для втузов. М.: Высшая школа, 1971.-808 с.

58. Машиностроительный гидропривод / Л.А. Кондаков, Г.А. Никитин и др. М.: Машиностроение, 1978. -495 с.

59. Мембранное уплотнительное устройство поршня силового гидроцилиндра: Отчет о НИР (заключит.) / СибАДИ; Руководитель Кироков Р.П., отв. исп. Загвоздин Ю.Г. Омск, 1985. - 86 с.

60. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Методы оптимизации и принятия решений» / С.А.Пиявский; Самарск. гос. арх.-строит. ун-т./ Самара, 2007.

61. Методические указания к курсовому проектированию «Принятие решений в условиях многокритериальности» по дисциплине «Методы оптимизации и принятия решений» / С.А.Пиявский; Самарск. гос. арх. -строит, ун-т./ Самара, 2007.

62. Моисеев Н.Н. Методы оптимизации / Н.Н. Моисеев, Ю.П. Иванилов, Е.М. Столярова. М.: Наука, 1978. - 352с.

63. Мукушев Ш.К. Совершенствование объемного гидропривода рулевого управления дорожно-строительных машин: Дисс. . канд. техн. наук: 05.05.04. Омск , 2007. - 203с.

64. Основы автоматики и автоматизация производственных процессов в дорожном строительстве: Учеб. пособие / Ю. В. Александров; СибАДИ. Омск: СибАДИ, 1974 - Ч. 1. - 1974. - 231 с.

65. Основы автоматизации управления производством / Под ред. И. М. Макарова. М.: Высшая школа, 1983.-505 с.

66. Пантелеев А.В. Методы оптимизации в примерах и задачах: Учеб. пособие / А.В. Пантелеев, Т.А. Летова. 2-е изд., исправл. - М.: Высш. шк., 2005. - 544 с.

67. Пат. 2334133 МКИ F 15В 15/14. Опубл. 20.09.08.

68. Патенты МКИ F15B 15/08; 15/18; 15/14; F16J 01/02; 15/24; 15/16.

69. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высшая школа, 1989. - 367 с.

70. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. -М.: Сов. радио, 1975. — 192 с.

71. Поиск эмпирических зависимостей по экспериментальным данным: Методические указания по выполнению курсовой работы / С.И. Барайщук, Ю.Г. Аверьянов, С.В. Федоров. Омск: Изд-во СибАДИ, 1994.-20 с.

72. Потемкин В.Г. Вычисления в среде MATLAB. М.: Диалог-МИФИ. -2004. - 328 с.

73. Предохранительный гидроклапан 510.32 / ВНИИстройдормашпроект. М.:ЦНИИТЭстроймаш, 1983. - 3с.

74. Приводы и их элементы. Рынок продукции: Каталог-справочник/А.Б. Чистяков, Б.М. Парфенов, В.К. Свешников и др.: Под ред. А.Б. Чистякова. М.: Машиностроение. — 1995.-432 с.

75. Проспект ОАО «Омскгидропривод» Омск, 2001.87. Проспект фирмы SKF. 2009.

76. Птицын Г.В. Повышение эффективности диагностирования гидроприводов строительно-дорожных машин по переходным характеристикам: Дис. . канд. техн. наук: 05.02.03. Москва, 1999. -128 с.

77. Расчет и проектирование строительных и дорожных машин на ЭВМ / Под ред. Е.Ю. Малиновского. М.: Машиностроение, 1980. -216 с.

78. Свешников В.К. Обзор российского рынка гидрооборудования. Гидроцилиндры // Приводная техника. 1998. №1 с. 36-40.

79. Разработка 2Б-библиотек для КОМПАС: Методические указания по выполнению лабораторных работ / Троицкий Д.И. — Тула: Изд-во Тульский государственный университет, 2007. 27 с.

80. Тарнопольский В.М., Дорошин А.Т., Быканов В.Ф. Унифицированные поршневые гидроцилиндры // Строительные и дорожные машины. -1986.-№6.-С. 4-6.

81. Черных И.В. Simulink: среда создания инженерных приложений. М.: Диалог-МИФИ, 2003. - 521 с.

82. Шестопалов К.К. Автоматизированное проектирование процессов и машин/МШ.- М. ,1992,- 38 с.

83. Шпур Г.Ф. JI. Краузе. Автоматизированное проектирование в машиностроении / Пер. с нем. Г.Ф. Волковой и др.; под ред. Ю.М. Соломенцева, В.П. Диденко. - М.: Машиностроение, 1988. - 648 с.

84. Щербаков B.C. Научные основы повышения точности работ, выполняемых землеройно-транспортными машинами: Дис. . д-ра техн. наук: 05.05.04. Омск, 2000. - 416 с.

85. Утверждаю Первый заместитель щ^ещльного директора Тр ан cri ортн о го1. ИЯ», к.т.н.1. В.В. Беляев 2010 г.1. АКТвнедрения системы автоматизации проектирования гидроцилиндров, оснащенных мембранным уплотнением поршня

86. Секретарь президиума ITTC, к.т.п.1. Г.Д. Нрсмеев

87. УТВЕРЖДАЮ: альный директегр1. СКГИДр0ГфИВОД>>1. А Е .В./Шгйшкин 009г.1. АКТвнедрения программного продукта для выбора основных комплектующих гидроцилиндра и расчета длины мембранного уплотнения поршня.

88. На ОАО «Омскгидропривод» внедрен программный продукт для выбора основных комплектующих гидроцилиндра и расчета длины мембранного уплотнения поршня, разработанный аспирантом СибАДИ Левановым С.В.

89. Были приняты к использованию прикладные библиотеки комплектующих гидроцилиндра, разработанные Левановым С.В., позволяющие, с применением программного продукта «КОМПАС», по рассчитанным данным, составить эскизный проект гидроцилиндра.

90. Применение мембранных уплотнений поршня позволяет повысить эффективность гидроцилиндров, а применение системы автоматизации, основанной на внедренном программном продукте, позволяет снизить затраты на проектирование новых гидроцилиндров.