автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.13, диссертация на тему:Совершенствование электрогидравлических следящих приводов с пропорциональным управлением золотниковым распределителем

На правах рукописи УДК. 62-522

Салман Мунзер

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИХ СЛЕДЯЩИХ ПРИВОДОВ С ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ЗОЛОТНИКОВЫМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ

Специальность 05.04.13 —гидравлические машины и гидропневмоагрегаты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2013

005533293

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Попов Дмитрий Николаевич

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Соковиков Вячеслав Капитонович

- кандидат технических наук Ситников Сергей Львович

Ведущая организация:

ЗАО «ВНИИстройдормаш», г. Москва

Защита диссертации состоится « 9 » октября 2013г. в 14.30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.141.16 при Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана по адресу: 105005, г. Москва, Лефортовская набережная, д.1, ауд 314э(конф. Зал,каф.Э4)

Ваш отзыв на автореферат диссертации в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просим направлять по адресу: 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д.5, МГТУ им. Н.Э. Баумана, учёному секретарю совета Д212.141.16.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э. Баумана

Автореферат разослан «_»_2013 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.141.16,

кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Электрогидравлические приводы с дроссельным регулированием широко применяются в различных областях техники для получения вращательных и поступательных движений звеньев механизмов. Управление ими осуществляется с помощью электрогидравлических усилителей (ЭГУ) с серво-управлением или с пропорциональным управлением золотниковым распределителем.

В настоящее время для систем управления различными техническими объектами все более широкое применение находят электрогидравлические приводы с пропорциональными распределительными устройствами. Такие устройства дешевле электрогидравлических усилителей (ЭГУ) с сервоуправлением, Они надежнее в эксплуатации благодаря меньшей чувствительности к загрязнению рабочей жидкости и меньшему расходу рабочей жидкости при отсутствии сигналов управления. Однако эти устройства уступают ЭГУ по своим динамическим характеристикам. В диссертации рассмотрены задачи, сближения динамических и энергетических характеристик гидро-распределителя с пропорциональным управлением и ЭГУ с сервоуправлением. Одной из целесообразных областей использования электрогидравлических приводов с пропорциональным распределительным устройством, может быть транспортная и грузоподъемная техника. Таким образом, совершенствование электрогидравлических следящих приводов с пропорциональным управлением золотниковым распределителем является актуальной задачей.

Рассматриваются опубликованные теоретические исследования и экспериментальные исследования авторов: Асташев В. К, Башта Т. М, Гамынин Н. С, Голубев В. И, Ермаков С. А, Иванов Г. М, Ильин М. Г, Константинов С. В, Лещенко В. А, Литвин-Седой М. 3, Навроцкий К. Л, Подураев Ю. В, Попов Д.Н, Редько П. Г, Свешкинов В. К, Селиванов А. М, Ситников С. Л, Смельницкий С. Г, Сокови-ков В. К, Сосновский Н. Г, Сосульников Г. Б, Трифонова Г. О, Фомичев В. М, Це-лищева К. А, Чернышев А. В, Шкапов П. М, Christoph Boes, Ikeba. Y, Nakada. Т.

Цель работы и задачи: Улучшение энергических, статических и динамических характеристик привода с пропорциональным управлением распределительным устройством, а также, создание методики сравнения проектных решений гидроприводов с пропорциональным управлением и гидроприводов с сервоуправлением распределительным устройством.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Расчёт и проектирование следящего электрогидравлического привода с сервоуправлением золотниковым распределителем.

2. Расчёт осевой гидродинамической силы в золотниковых распределителях и исследование способов ее уравновешивания.

3. Расчёт радиальных сил, возникающих в золотниковых устройствах.

4. Расчёт и проектирование электрогидравлического усилителя с пропорциональным управлением золотниковым распределителем.

5. Разработка математической модели и расчёт динамических характеристик усилителя с пропорциональным управлением золотниковым распределителем.

6. Анализ и сравнение энергических, статических и динамических характеристик электрогидравлических следящих приводов (ЭГСП) с двумя типами ЭГУ.

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись экспериментальные и теоретические методы исследований, которые базируются на фундаментальных методах математического моделирования процессов, происходящих в следящем электрогидравлическом приводе, методах проектирования современных систем управления, методов компьютерного моделирования при расчете переходных и частотных характеристик ЭГСП, на методе конечных элементов (АЫБУБЛЗ - СРХ). При численных экспериментах использован программный комплекс ЗоНёХУогкэ.

Научная новизна.

1. Определены гидродинамические нагрузки в золотниковом распределителе с помощью метода конечных элементов. Примененная компьютерная модель позволяет рассматривать пространственные течения рабочей жидкости (РЖ) в золотниковом распределителе.

2. Составлена математическая модель золотникового распределителя, обеспечивающая минимальное значение действующей на золотник гидродинамической силы.

3. Численно исследована чувствительность гидродинамической силы к технологическим изменениям размеров золотника.

4. Разработана математическая модель для расчёта переходного процесса в практически оптимальном золотниковом распределителе с пропорциональным управлением.

5. Проведено сравнение частотных характеристик гидроприводов снабженных ЭГУ с сервоуправлением и с пропорциональным управлением золотниковым распределителем.

Практическая значимость работы.

1. Представлена методикой усовершенствования ЭГУ с пропорциональным управлением золотниковым распределителем. С помощью этой методики ЭГУ с пропорциональным управлением золотниковым распределителем приближается к ЭГУ с сервоуправлением по своим статическим и динамическим характеристикам. При этом ЭГУ с пропорциональным управлением золотниковым распределителем потребляет меньше гидравлической энергии.

Достоверность результатов.

Обеспечена применением апробированной практикой современной теории электрогидравлических приводов с дроссельным регулированием, а также сравнением полученных при численных экспериментах гидродинамических сил в золотниковом распределителе с опубликованными в литературных источниках результатами физических экспериментов с такими устройствами. Кроме того, целесообразность уравновешивания гидродинамических сил в золотниковых распределителя с пропорциональным управлением подтверждена дополнительными экспериментами проведенными на макете гидроусилителя.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на 4 докладах на кафедре гидромеханики, гидроприводов и гидропневмоавтоматики (Э-10) МГТУ имени Н. Э. Баумана.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы в рекомендованных ВАК изданиях.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и списка литературы. Диссертация написана на 128 стр., и содержит 85 рисунка, 4 таблиц и список литературы из 56 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформированы цель и задачи выполненных исследований, определены научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

Первая глава содержит краткий обзор материалов по вопросам расчета и проектирования электрогидравлических приводов с дроссельным регулированием, рассмотрены способы управления такими гидроприводами. В применяемых для управления приводами усилителях гидравлических сигналов выделены три группы:

1. С одной и несколькими ступенями усиления.

2. Конструкция управляющего элемента гидроусилители может быть выполнена в виде золотника, с соплом заслонкой, со струйной трубкой, крановой, с игольчатым дросселем.

3. По способу формирования сигнала управления гидроусилители подразделяют на усилители с механическим и электрическим сигналами управления. Приведены также электрогидравлические усилители с сервоуправлением и

с пропорциональным управлением золотниковым распределителем, которые представлены новым поколением пропорциональных клапанов распределителя и - распределителя с встроенной цифровой электроникой. Затем описаны методы уравновешивание гидродинамических сил в золотником распределителе.

Приведены также выводы к главе и постановка задачи исследования. В электрогидравлическом приводе с сервоуправлением золотниковым распределителем входной сигнал после электронного усилителя (ЭУ) и электромеханического преобразователя (ЭМП) превращается в перемещение управляющих элементов (заслонки, струйной трубки) первой ступени электрогидравлического усилителя (ЭГУ). Вторая ступень ЭГУ имеет распределительный золотник, регулирующий поток жидкости под давлением, который подводится от источника энергопитания гидропривода (рис. 1). В ЭГУ с пропорциональным управлением распределительным золотником якорь ЭМП непосредственно соединен с золотником (рис. 2).

1 ___

¿и

Рис. 1. Электрогидравлический привод Рис. 2. Электрогидравлический привод

с сервоуправлением золотниковым с пропорциональным управлением зо-

распределителем (ЭГУ с двумя ступе- лотниковым распределителем (ЭГУ с нями усиления) одной ступенью усиления)

Вторая глава посвящена математическим моделям для расчета сил, действующих в золотниковых распределителях. Сделан выбор размеров элементов гидропривода и вычислены указанные ниже исходные данные для расчета гидродинамической нагрузки на золотник с пропорциональным управлением с помощью метода конечных элементов (МКЭ).

В 30 представлена модель золотника вместе с гильзой (рис. 3) и построены модели потока РЖ, подводимого в центре и по кроям золотникового распределителя (рис. 4).

Рис. 3. ЗП> модель золотника вместе с гильзой, подвод жидкости в центре (а) и по краям золотника (б).

Рис. 4. ЗП модели распределения потока РЖ в полостях золотника при подводе РЖ в центре золотника «а» и по краям золотника «б»

Расчётная сетка 30 модели потока РЖ для каждой полости золотника содержит 132538 элементов и 27125 узлов, (рис. 5).

Рис. 5. ЗЭ модель расчётной сетки распределения РЖ (132538 элементов и 27125

узлов).

После расчета гидродинамических осевых и радиальных сил, действующих на золотник, для каждой полости при нескольких смещениях золотника построены графики, эти графики показывают зависимости радиальных(У.г) и осевых(Х) сил, возникающих в каждый полости от смещения золотника диаметром 6 мм, при отсутствии разности давлений в выходных каналах золотникового распределителя. Там же приведены указанные зависимости радиальных(У.г) и осевых(Х)

2

сил от смещения золотника. При разности давлений равной - (Рп — Рсл) в выходных каналах золотникового распределителя. Суммарная гидродинамическая сила приложенная к золотнику, получена при сложении сил, действующих на золотник в полостях 1 и 2 (рис 6)

Сила; Н 0 Смещение золотника; мм 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

-10 -15 -20 -25 -30 -35 -40

-45 -50 ' _ -

—•—Гидродинамическая сила при отсутствии разности давлений в выходных каналах золотникового распределителя (МКЭ); Н —♦—Гидродинамическая сила при наличии разности давлений 16,3 Мпа в выходных каналах золотникового распределителя (МКЭ); Н Гидродинамическая сила при отсутствии разности давлений в выходных каналах золотникового распределителя (аналитический метод); Н

Рис. б. Графики гидродинамических сил, полученных с помощью МКЭ и аналитическим методом, б... = 6 мм

Верификация расчёта гидродинамических сил с помощью МКЭ (ANSYS Workbench CFX) выполнена по результатам экспериментов, опубликованных в работе Смельницкого С.Г. Графики расчетных и экспериментальных гидродинамических сил приведены на рисунке 7.

- Эксперимента л н ые данные

-Вычислены по МКЭ

0,6 0,8 ] Смещение золотника; мм

Рис. 7.Сравнение значений гидродинамической осевой силы, вычислены по МКЭ и экспериментальные данные Смельницкого С.Г для золотника с13 = 42,5 мм На рис.8, представлены виды потоков РЖ в полостях золотника с13 — 42,5 мм при управлении течением на входе и на выходе распределителя, полученным с помощью МКЭ. Вид потоков аналогичен потокам, приведенным в работе Смельницкого С.Г.

Рис. 9.а Рис. 9.6

На рис. 10.а показана ЗЭ модель золотника с профилированной поверхностью, давление питания подведено в центре золотника. На рисунке 10.6 показана 31) модель золотника с профилированной поверхностью, давление питания подведено по краям золотника.

Рис. 10.а Рис. 10.6

В результате, была получена суммарная гидродинамическая осевая сила -26; Н для профилированного золотника. Для непрофилированного золотника, эта гидродинамическая осевая сила равна -46; Н с подводом жидкости в центре золотника (рис 11.а). В случае, когда золотник выполнен как на рис. 3.6 с подводом жидкости по краям золотника, была получена суммарная гидродинамическая осевая

Рис.8. Виды потоков РЖ в полостях золотника при управлении течением на выходе (а) и на входе (б) распределителя (1-золотник. 2-гильза)

С помощью МКЭ определялось поверхность золотника, при которой можно существенно уменьшить действующие на него гидродинамические осевые силы, исходная расчетная схема приведена на рисунке 9.а в случае, когда золотник выполнен как на рис. З.а с подводом жидкости в центре золотника. В случае, когда золотник выполнен как на рис. З.б с подводом жидкости по краям золотника, необходимо рассматривать совместно полости-1 и 2. Они должны быть похожи друг на друга и каждая полость должна быть симметричной относительно осей Ъ\ или 7,2 (рис 9.6).

сила -24,5; Н для профилированного золотника. Для непрофилированного золотника, гидродинамическая осевая сила равна -46; Н (рис 11.6).

Смещение золотника; мм

0,3 0,4 0,5 0,6

(а)

Гидродинамическая сила для для непрофилированного золотника Гидродинамическая сила для для профилированного золотника___

Смещение золотника; мм

0,4 0,6

(б)

Гидродинамиеиская сила для непрофилированного золотника ♦—Гидродинамическая сила для профилированного золотника

Рис.11. Сравнение осевых гидродинамических сил, полученных с помощью MIO для непрофилированного и профилированного золотника

В третьей главе рассмотрена математическая модель для расчета статических и динамических характеристик привода с сервоуправлением и с пропорциональным управлением золотниковым распределителем

В результате компьютерного моделирования проверена устойчивость электрогидравлического усилителя с соплом заслонкой, определен, коэффициент усиления разомкнутого контура привода К. Для повышения быстродействия ЭГСП предусмотрены корректирующие устройства, которые в виде регуляторов включаются в цепь управления гидравлическим приводом. На рис. 12 показаны два замкнутых контура, основной 1 и внутренний контур 2, соответствующий ЭГУ с сервоуправлением золотниковым распределителем.

«ехСЯ

О

К,

Рис. 12. Структурная схема электрогидравлического следящего привода (ЭГСП); электрогидравлический усилитель (ЭГУ) с соплом заслонкой имеет обратную связь от золотника к заслонке

Для контура 2 определены значения коэффициентов и постоянных времени которые даны ниже в таблице 1. Результат расчета переходного процесса для золотника с сервоуправлением представлн графикем на рисунке 13.

Таблица 1

Т„1,- С Кхф; м Тгу; с Кх; рад/м

0,000336735 0,6 4,28598 0,02913 13,69782

О 0.004 0.008 0,012 0;016 0,02

Время с

Рис. 13. График переходного процесса для золотника с сервоуправлением

Электрогидравлический усилитель с пропорциональным управлением золотниковым распределителем рассмотрен на примере наиболее часто встречающегося в современных следящих приводах ЭМП с поворотным якорем. С помощью уравнения вращения твердого тела вокруг неподвижной оси получено

М _ М — р 1 = I с)2фя ( 1 \

1»1Я тТр гя.1я ¡я , V1 /

где

Мя - момент, вызванный действием магнитного поля на якорь; Мтр -момент, изгибающий разделительную трубку; Ря - сила, действующая на якорь электромагнита; 1Я - расстояние между осью золотника центром вращения якоря: ]я - момент инерции якоря и управляемого элемента относительно оси вращения якоря; сря -угол отклонения якоря.

Уравнение движения управляемого золотника имеет вид.

т3^+Ктр.3^ + 2Сгд.х3 = Ря, (2)

где

ш3 - масса управляемого элемента; х3 - смещение золотника; Ктрз - коэффициент трения; Сгд - коэффициент жесткости гидродинамической пружины.

Не учитывая магнитный гистерезис, внешнюю моментную характеристику преобразователя можно представить наклонными параллельными прямыми. Тогда ее уравнение записывается в виде

мя - мтр = КМ1. \у - КМф. сря, (3)

где

КМ1 и КМф - коэффициенты изменения момента якоря соответственно для тока управления и угла отклонения якоря; ¡у - ток управления.

х3 = 1яЛапсря = 1я.фя, (4)

В изображениях по Лапласу записанные выше уравнения позволяют найти, с помощью которых находим передаточные функции. По этим передаточным функциям построена структурная схема, показанная на рис. 14.

Рис. 14. Структурная схема электрогидравлического следящего привода; ЭГУ с пропорциональным управлением золотниковым распределителем

к КМ11Я т = I (%.т3+М~

' (Кмф + 21я. Сгд) р ^|(КМф + 21^. Сгд) 12

7 __я ■ 1чтр.з

^про

2

Так как от гидродинамических сил зависит ток управления, коэффициенты усиления были определены для трех случаев.

1 ■ Рз.гд1 " гидродинамическая сила, вычислена аналитическим методом для не-

профилированного золотника; 2- Р3.Гд2 " гидродинамическая сила, вычислена с помощью метода конечных элементов (МКЭ) для непрофилированного золотника (был применен пакет АЫБУБЛЗ СРХ);

3. Р3.гдз - гидродинамическая сила, вычисленная с помощью МКЭ для профилированного золотника (был применен пакет АКБУЗЛЗ СРХ); 10

](К^+32^,С!д)-(Км'р + 21я2-Сгд)

Значения коэффициентов и постоянных времени даны ниже в таблице 2. Результаты расчета переходных процессов золотника с пропорциональным управлением представлена на рис. 15.

Таблица 2

¡у; А кпро;м Т • с *>про

1 0,840 7,106. 10~4 6,518.10"4 0,189

2 0,786 7,591.10~4 6,737.10"4 0,195

3 0,468 1,27.10~3 8,858.10~4 0,248

0.0004

0.0002

1. гидродинамическая сила вычислена аналитическим методом

2. гидродинамическая сила вычислена с помощью программа АК$У$.13 СР'Х для непрофилированного золотника;

3. гидродинамическая сила вычислена с помощью программа АШУЭЛЗ СРХ для профилированного золотника

0 0.004 0.008 0,013 0,017 0,021 0,025

Время 1. с

Рис.15. График переходного процесса для золотника с пропорциональным

управлением

Для расчета переходных процессов в ЭГСП предварительно былы вычислены коэффициенты усиления и постоянные времени контура 1 показных на рисунках 12 и 14.Эти величины могут быть определены по формулам, известным из динамики гидроприводов.

1-Эгу с сервоуправлением золотниковым распределителем.

2- ЭГУ с пропорциональным управлением золотниковым распределителем.

Соответственно первому (1) и второму (2) случаям в таблице 3 даны значения коэффициентов и постоянных времени.

Таблица 3

тгп;с Тц;с Кпос; в/м Кус Ту; с Кщ;А/в Кфл;рад/А

1 1,384. Ю-3 3,91.10"3 0,4 200 2,168 0,0048 4.10"3 0,938

2 1,384.10_3 3,91.10"3 0,4 200 2,168 0,018 0,01 2,327

Четвертая глава посвящена корректированию динамики электрогидравлического привода с пропорциональным управлением золотниковым распределителем.

После расчета переходных процессов сначала определены требуемые мощности электрических и гидравлических сигналов для ЭГУ с пропорциональным управлением. Затем приведено сравнение требуемых мощностей электрических и гидравлических сигналов для ЭГУ с сервоуправлением и с пропорциональным управлением (имеющего профилированный золотник). Результат такого сравнения представлены ниже в таблице 4.

Таблица 4

Мощность сигналов ЭГУ с сервоуправлением ЭГУ с пропорциональным управлением

Рз.гд1 Рз.гд2 Гз.гдЗ

Мэл; ВТ 0.108 10.08 9.423 5.616

Ирид! ВТ 9.302 - - -

N5;; ВТ 9.41 10.08 9.423 5.616

В таблице:

Ызл - мощность электрического сигнала;

МГИд - мощность гидравлического сигнала;

N5; - мощность, необходимая для управления ЭГУ;

Рз.гд1 ■ гидродинамическая сила, вычисленная аналитическим методом для непрофилированного золотника;

Рз.гд2 " гидродинамическая сила, вычисленная с помощью МКЭ для непрофилированного золотника;

Р3.рдз - гидродинамическая сила, вычисленная с помощью МКЭ для профилированного золотника;

Приведены также результаты экспериментальных исследований статических

характеристик ЭГУ с пропорциональным управлением и сделано их сравнение с аналогичными характеристиками ЭГУ с сервоуправлением золотниковым распределителем. Схема стенда для определения статических характеристик ЭГУ показана на рисунке 16. В эксперименте при различных уровнях входного сигнала определялись положение золотника и скорость вращения вала гидромотора, пересчитываемая затем в расход жидкости, протекающей через золотниковый распределитель.

Гол

1 - ЭГУ;

2 - датчик положения золотника:

3 - манометр;

4 - насос;

5 - предохранительный клапан:

6 - фильтр;

7 - гидромотор;

8 - тахогенератор

Рис. 16. Схема стенда для испытаний ЭГУ

На рисунке 17 представлены расходные характеристики ЭГУ, полученные при давлении питания 5 МПа.

(}; л/мин

♦

28 ф #

: '

А ЭГУ с пропорциональным 20 • управлением.

16 ♦ЭГУ с сервоуправлением.

12

• ЭГУ с пропорциональным управлением без учета ф а гидродинамических сил (расчет).

О

0 1 2 3 4 5 6 ивх: в

Рис. 17. Статические характеристики ЭГУ

Расход (РЖ) через золотниковый распределитель ЭГУ с пропорциональным управлением в несколько раз меньше, чем у ЭГУ с сервоуправлением. Это объясняется тем, что гидродинамическая сила препятствует смещению золотника. Если гидродинамическую силу значительно уменьшить, спрофилировав соответствующим образом золотник, то расчеты показывают, что расходы обоих типов ЭГУ будут близки друг к другу. Так же была определена зона нечувствительности золот-

ника: ЭГУ с серво управлением - 7 %, ЭГУ с пропорциональным управлением -17%, ЭГУ с пропорциональным управлением без учета гидродинамической силы, действующей на золотник - 4,4 %, ЭГУ с пропорциональным управлением с гидродинамическим разгруженным (профилированным) золотником - 10 %. Кроме того описан расчет гидродинамических сил, действующих на золотник для экспериментального макета вычисленных с помощью МКЭ и аналитическим методом.

Чтобы приблизить переходный процесс 2 к процессу 1(см рис. 16) в электронный усилитель ЭГСП был введен электронный пропорционально - дифференциальный регулятор, (ПД) с передаточной функцией:

1%егО) = кп (1 + в которой кп = 0,6 ■ кпавт ; Тд = 0,125 ■ Тавт ; Т3 =

0,0001 с.

Для определения этих параметров регулятора сначала коэффициент усиления ЭГСП увеличиваем до значения, при которых возникают автоклебания, а затем с помощью программы МВТУ определены постоянные времени регулятора. Графики переходных процессов покзаны на рисунке 18.

Уш, м

Рис. 18. Переходные процессы в ЭГСП:

1-ЭГУс сервоуправлением золотниковым распределителем без ПД - регулятора

2- ЭГУ с пропорциональным управлением золотниковым распределителем с ПД -

регулятором

Кроме того, проведено сравнение частотных характеристик гидроприводов снабженных ЭГУ с сервоуправлением и с пропорциональным управлением золотниковым распределителем (рис.19).

Рис.19. Частотные характеристики: -ЭГСП с сервоуправлением золотниковым распределителем без ПД - регулятора тип (а) - ЭГСП с пропорциональным управлением золотниковым распределителем с ПД - регулятором тип (б)

Частотные характеристики показывают, что в случае «а» частота среза равна 27 Гц, а соответствующее фаза -175 ; в случае «б» эти величины имеют следующие значения: частота среза 25 Гц, фаза -129°.

Основные результаты и выводы

1. Результаты компьютерного моделирования и аналитического расчета гидродинамических сил в золотниковых распределителях ЭГУ различаются не более, чем на 2 % при смещении золотника 0,6 мм (с(3 = 6 мм).

2. Расхождение результатов компьютерного моделирования и экспериментальных значения гидродинамических сил в золотниковых распределителях ЭГУ не превышает 5 %.

3. Температура РЖ существенно влияет на осевую гидродинамическую силу, действующую на золотник.

4. Профилирование поверхности золотника с подводом жидкости в центре обеспечивает уменьшение гидродинамической силы до значения, равного 43,5% от силы при непрофилированном золотнике.

5. Профилирование поверхности золотника с подводом жидкости по краям обеспечивает уменьшение гидродинамической силы до значения, равного 41,3% от силы при непрофилированном золотнике.

6. Размер зазора между золотником и втулкой мало влияет на гидродинамическую силу.

7. Размер радиуса кромок золотника и втулки не влияет на гидродинамическую силу.

8. Уменьшение гидродинамических сил путем профилирования поверхности золотника обеспечивает снижение требуемой суммарной мощности, необходимой для управления ЭГУ; приблизительно на 43.5%.

9. При использовании ЭГУ с пропорциональным управлением распределительным золотником применение электронного ПД - регулятора приближает переходные характеристики ЭГСП с таким ЭГУ, к переходным характеристикам ЭГСП с сервоуправлением золотниковым распределителем.

10.При использовании в гидроприводе ЭГУ с пропорциональным управлением вместо ЭГУ с сервоуправлением, функции увеличения мощности сигнала в первой (предварительной) ступени передаются электронному усилителю. При этом потери мощности в электронном усилителе во много раз меньше, чем потери гидравлической мощности в первой ступени ЭГУ с сервоуправлением. Вследствие этого, с точки зрения затрат энергии, гидропривод с пропорциональным управлением имеет преимущество по сравнению с гидроприводом с сервоуправлением, если для управления всей системы не требуется высоко динамичный ЭГУ с большой частотой среза и малым изменением фазы.

11 .Использование электрической обратной связи по положению золотника позволяет улучшить характеристики ЭГУ с пропорциональным управлением и в том числе, уменьшить зону нечувствительности.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Салман М. И, Попов Д. Н. Компьютерное исследование и расчёт гидродинамических нагрузок на золотник // Наука и образование, М, МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон, журн. 2012. № 10. 001: 10.7463/1112.0491484

2. Салман М. И, Попов Д. Н. Уравновешивание гидродинамических сил путем профилирования поверхности золотника // Наука и образование, М, МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон, журн. 2012. № 11. 001:10.7463/1112.0491497

3. Салман М. И. Сравнение динамических характеристик гидравлических приводов при двух способах управления золотниковым распределителем// Известия вузов. Машиностроение. 2013. № 7. С. 43 - 48.

4. Салман М.И., Сосновский Н.Г. Сравнение статических характеристик электрогидравлических усилителей с пропорциональным и сервоуправлением// Наука и образование, М, МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон, журн. 2013. № 7. 001:10.7463/0713.0579738.

Подписано к печати 0 . .13. Заказа № . Объем 1,0 печ.л. Тираж 100 экз. Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана 105005, Москва, 2-я Бауманская ул.,д.5 (499) 263-62-01