автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Совершенствование гидрообъемного привода подбивочной системы выправочно-подбивочной машины ПМА-1

На правах рукописи

Пушкин Андрей Игоревич

//

/

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГИДРООБЪЕМНОГО ПРИВОДА ПОДБИВОЧНОЙ СИСТЕМЫ ВЫПРАВОЧНО-ПОДБИВОЧНОЙ МАШИНЫ ПМА-1

05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

13 ИДЯ 2015

Москва —2015

005569054

005569054

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МГУПС (МИИТ) на кафедре «Путевые, строительные машины и робототехнические комплексы»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Ковальский Виктор Федорович

Официальные оппоненты: Трифонов Олег Николаевич

доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», кафедра «Технология машиностроения», профессор

Панин Игорь Александрович

кандидат технических наук,

старший научный сотрудник,

Общество с ограниченной ответственностью

Научно-производственная организация

«ГидроприводСпецМаш»,

заместитель генерального директора

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I»

Защита состоится «23» июня 2015 года в 13:00 на заседании диссертационного совета Д 218.005.01 на базе федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» по адресу: 127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9 стр. 9, ауд. 2505.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте МГУПС (МИИТ) www.miit.ru.

Автореферат разослан « ^апреля 2015 года.

Ученый секретарь диссертационного совета / ,

""У- * -»

доктор технических наук, профессор ; - / - H.H. Воронин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Стратегия развития открытого акционерного общества «Российские железные дороги» в период до 2030 года предполагает масштабную модернизацию и серьезное развитие сети железных дорог на всей территории Российской Федерации. Развитие высокоскоростного движения, а также повышение объема грузоперевозок ставит существенно более высокие требования к качеству и устойчивости железнодорожного полотна. Рост интенсивности эксплуатации и строительства новых железных дорог требует выполнения больших объемов по строительству, реконструкции и текущему содержанию пути и, как следствие, ставит задачу по созданию, модернизации и оснащению железных дорог России высокопроизводительной путевой техникой на базе современных научных разработок, в частности выправочно-подбивочными машинами нового поколения.

Степень разработанности темы. Основные положения проектирования, анализ динамики гидрообъемных приводов и обоснование режимов работы разработаны в фундаментальных трудах отечественных ученых В.К. Свешникова, О.Н. Трифонова, Н.В. Навроцкого, В.Н. Прокофьева, И.А. Панина, И.Я. Даршт и касаются в основном станочного машиностроения. Особенности проектирования и моделирования данного типа приводов применительно к железнодорожной технике рассмотрены в работах В.А. Васильченко, Г.С. Загорского, Ю.П. Майорова, В.Ф. Ковальского, П.А. Сорокина, В.А. Дубровина. Специфические особенности структуры и характеристик гидрообъемного привода механизма продольного перемещения подвижных блоков выправочно-подбивочных машин непрерывно-циклического действия, а также параметрические ограничения по динамической нагрузке и времени цикла обуславливают то, что ряд проблем данного вида приводов остается нерешенными, и, соответственно, ставят перед нами задачу дальнейшего исследования.

Цель диссертационной работы состоит в повышении производительности и точности позиционирования подбивочной системы выправочно-подбивочной машины ПМА-1 путем создания структуры гидрообъемного привода механизма циклического перемещения подвижной рамы с подбивочными блоками, обеспечивающего неразрывность потоков рабочей жидкости при высокопроизводительных режимах и определение ее рациональных статодинамических параметров.

Задачи исследования, отвечающие данной цели:

- провести анализ существующих отечественных и зарубежных выправочно-подбивочных машин непрерывно-циклического действия;

- определить структуру и выполнить расчёт статических параметров гидрообъемного привода, а также его выходных характеристик;

- выполнить анализ экспериментально полученных режимов нагруже-ния гидропривода механизма циклического перемещения подвижной рамы с под-бивочными блоками при различных условиях эксплуатации машины и параметрах настройки системы управления;

- построение имитационной математической модели привода с учетом реальных характеристик оборудования и систем управления, а также данных экспериментальных испытаний;

- определить рациональные статодинамические характеристики привода перемещения подвижной рамы выправочно-подбивочной машины ГГМА-1.

Объектом исследования является выправочно-подбивочная машина непрерывно-циклического действия ПМА-1. В качестве предмета исследования рассмотрена методика расчета статодинамических параметров гидрообъемного привода перемещения подвижной рамы подбивочных блоков выправочно-подбивочной машины ПМА-1.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана структурная схема и обосновано применение привода механизма циклического перемещения подвижной рамы выправочно-подбивочной машины ПМА-1 с использованием двухштокового гидравлического цилиндра в качестве рабочего органа перемещения рамы;

- на основании проведённых исследований разработана компьютерная имитационная математическая модель, позволяющая анализировать процессы изменения силовых и скоростных параметров привода в зависимости от требуемой производительности и заданного времени на подбивку щебеночного слоя;

- проведены расчеты, на основании которых предложена структура и определены рациональные параметры системы управления гидроприводом механизма циклического перемещения подвижной рамы подбивочных блоков, обеспечивающие высокопроизводительные режимы его работы, неразрывность потока гидравлической жидкости в системе, а также точность позиционирования подби-вочной системы машины и не требующие перенастройки в процессе эксплуатации.

Практическая значимость работы заключается в том, что определены фактические параметры настройки и компоновки гидравлического оборудования, обеспечивающие неразрывность потока рабочей жидкости в гидравлическом приводе продольного перемещения подвижной рамы машины ПМА-1 в зависимости от требуемого времени уплотнения балласта и производительности. Разработанная имитационная математическая модель может быть использована на этапе проектирования данного класса машин с целью автоматизации вычислений и определения рациональной структуры гидравлического привода.

Методология и методы исследования, применяемые в диссертационной работе, включают:

- анализ и систематизацию данных мирового опыта в области разработки выправочно-подбивочных машин;

- экспериментальное исследование на полигоне серийного образца машины ПМА-1;

- имитационное математическое моделирование статодинамических параметров привода продольного перемещения выправочно-подбивочной машины в программном комплексе БшиНпк МАТЬАВ.

Положения, выносимые на защиту:

- математическая модель гидрообъемного привода циклического перемещения подбивочных блоков выправочно-подбивочной машины ПМА-1 с использованием в качестве рабочего органа двухштокового гидроцилиндра;

- результаты анализа статодинамических параметров гидрообъемного привода циклического перемещения подвижной рамы машины ПМА-1 при различных режимах работы;

- рекомендации по структуре и параметрам гидроаппаратуры привода циклического перемещения подвижной рамы подбивочных блоков выправочно-подбивочной машины ПМА-1.

Достоверность результатов работы подтверждается хорошей сходимостью результатов компьютерного математического моделирования с экспериментальными исследованиями серийного образца машины ПМА-1, выполненных на полигоне ОАО "Калужский завод "Ремпутьмаш"

Апробация работы. Основные этапы и положения работы были доложены на XII, XIII и XIV московских международных межвузовских научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы» (г. Москва, 3 апреля 2008 г., 13 апреля 2009 г. и 8 апреля 2010 г.); на IX и XIII научно-практической конференциях «Безопасность движения поездов» (г. Москва, 30-31 октября 2008 г. и 14-17 ноября 2012 г.); на заседании кафедры «Путевые, строительные машины и робототехнические комплексы» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МГУПС (МИИТ).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 4 работы в журналах, рекомендованных ВАК России.

Объем н структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов по результатам работы, списка используемой лите-

ратуры из 103 наименований и содержит 170 страниц текста, включая 55 рисунков, 27 таблиц, а также 20 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены объект и предмет исследования, сформулирована цель исследования и задачи, отвечающие данной цели, определена научная новизна и практическая ценность работы, изложены положения диссертации, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены тенденции развития современной выправоч-но-подбивочной техники, а также основные нерешенные проблемы данного класса машин.

Высокая производительность непрерывного метода выправки и подбивки пути, в сочетании с возможностью получения требуемого качества выполнения технологических операций, привело к созданию машин, которые по своему принципу работы являются машинами циклического действия, но при работе движутся по пути непрерывно. К такому типу машин относится отечественная машина ПМА-1, разработанная ОАО "Калужский завод "Ремпутьмаш" при участии сотрудников кафедры «Путевые, строительные машины и робототехнические комплексы» Московского государственного университета путей сообщения (Рисунок

Рисунок 1 - Выправочно-подбивочная машина ПМА-1 1,4 — кабины машиниста и оператора; 2 - рама; 3 — нивелировочная контрольно-

измерительная система; 5, 7, 10 - контрольно-измерительная, измерительная, передняя тележки рихтовочной контрольно-измерительной системы; 6 - сателлит с рамами подбивочных блоков; 7 — подъемно-рихтовочное устройство; 9 - дизельный агрегат

Существующая структура гидрообъемного привода использующая дифференциальный гидравлический цилиндр в качестве рабочего органа, не позволяет

полностью решить проблему возникновения разрыва потока гидравлической жидкости в приводе и обеспечить высокопроизводительные (свыше 2400 шпал/час) режимы работы машины. Разрыв потока гидравлической жидкости ведет к возникновению и развитию интенсивных колебаний рамы и неопределенности точки ее позиционирования. Таким образом, все это вызывает необходимость дополнительных исследований и выбора рациональной структуры и параметров гидропривода и его системы управления.

Во второй главе проведен расчет нагрузки и статических параметров привода, осуществлен предварительный подбор гидроаппаратуры и основных гидравлических агрегатов, построена принципиальная гидравлическая схема привода. На рисунке 2 приведена расчетная схема механизма циклического перемещения подвижной рамы подбивочных блоков выправочно-подбивочной машины ПМА-1 с использованием двухштокового гидроцилиндра в качестве привода перемещения.

ДРн=Рх-Р1

Рх

ДР|=Ро-Р|

р«

X

Г I

ж

Рг

ДРс=Рз-Ру

Ру

зг

ДР2=РУ-Р,

Рисунок 2 - Расчетная схема привода механизма циклического перемещения

подвижной рамы

Принципиальная гидравлическая схема привода циклического перемещения подвижной рамы с подбивочными блоками выправочно-подбивочной машины ПМА-1 представлена на рисунке 3. Характеристики, определяющие режим работы привода (давление в контрольных точках системы, расчетное проходное сечение пропорционального дросселирующего распределителя) на основании его предварительно принятых параметров определяются по следующим зависимостям:

Рисунок 3 - Принципиальная гидравлическая схема привода

(2 = иА

Р, = Ру + ЛРС Рг

р1=р2+^

РХ=Р,+ДРН ро = рх + (—)2 -

0 х Уу 2

где Р0 - давление насосной группы, МПа;

Рд - атмосферное давление, МПа;

Р|, Р2, Рх, Ру _ давления на соответствующих участка механизма привода циклического перемещения подвижной рамы (рисунок 2), МПа;

ДРН - потери давления в напорной линии гидроцилиндра, МПа;

ЛРс - потери давления в сливной линии гидроцилиндра, МПа; - требуемое усилие гидроцилиндра, Н.

Предлагаемая конструкция гидравлического цилиндра (рисунок 4), обе полости которого обладают равной площадью поверхности, на которую оказывается воздействие давлением гидравлической жидкости, позволяет избежать большой разницы в расходах между дросселирующими кромками распределителя при разгоне и торможении, при этом давление на всех участках расчетной схемы привода остается положительным, и разрыв потока гидравлической жидкости не возникает.

На рисунке 5 показана зависимость времени установившегося движения рамы и ее ускорения от скорости установившегося движения для заданной производительности в 1700 шпал/час и временем на уплотнение 3 с, из которой видно, что наименьшим ускорениям соответствует треугольный цикл, при этом путь и время установившегося движения стремится к нулю, а скорость установившегося движения наибольшая.

Приняв треугольный цикл в качестве оптимального для расчета определим зависимость ускорения рамы, а также времени цикла и скорости рамы от заданной производительности выправочно-подбивочной машины ПМА-1 при времени уплотнения 3 с. Результаты расчета приведены на рисунке 6.

Увеличение расчетной производительности машины ведет к прогрессивному росту ускорений подвижной рамы, и, следовательно, динамических

1,10

1,00

0,90

0,80 0,70 0,60 Время, с -♦-Ускорение и замедление рамы -«-Время на разгон и торможение

0,50 0,40 0,30 Время установившегося движения -к-Время цикла

0,20

0,10

0,00

0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4

Скорость рамы, м/с

Рисунок 5 — Параметры цикла выдвижения рамы (производительность 1750 шпал/час)

Рисунок 6 — Зависимость параметров цикла выдвижения рамы от производительности машин

165« 1700 1750 1800 1850 1900 1950

Производительность машины, шпал/час

5

4,75 4,5 4,25 4

3,75 3,5 3,25 3 р

2,75 = |

2,25 о 2 р 1,75 I" 1,5 1,25 1

0,75 0,5 0,25 0

-♦-Расчетное ускорение

Расчетное давление в полостях гидроцнлнндра "•-Максимальная относительная

скорость рамы -н-Время на выдвижение рамы

воздействий на основную раму машины. Повышение производительности машины с 1600 до 2000 шпал в час приводит практически к 8-и кратному возрастанию динамических нагрузок на раму машины.

На рисунке 7 приведено сравнение давления в системе для структуры привода с использованием дифференциального гидравлического цилиндра в качестве рабочего органа перемещения подвижной рамы и для предлагаемой структуры привода с применением двухштокового гидравлического цилиндра в качестве рабочего органа перемещения. Анализ графиков позволяет сделать вывод о том, что предлагаемая структура привода с двухштоковым цилиндром позволяет повысить производительность машины и снизить реактивные усилия на ее раму при заданных параметрических ограничениях. 32

зо 28 26 24 22 20 ™ 18

Давление

(двухштоковый гидроцилиндр) | 14 -«-Давление

Др ^^^^ _а ____(дифференциальный гидроцилиндр)

10

О

2400 2450 2500 2550 2600 2650 2700 2750 2800 Производительность машины, шпал/час

Рисунок 7 - Зависимость давления в системе от производительности машины при времени на уплотнение балласта 2 с

В третьей главе проведен анализ данных по результатов натурного эксперимента в процессе испытаний серийного образца путевой машины ПМА-1 в условиях испытательного полигона Калужского завода «Ремпутьмаш».

Выходными параметрами при эксперименте являлись:

- давление в напорной (поршневой) линии гидроцилиндра продольного перемещения подвижной рамы, Рп;

- давление в сливной (штоковой) линии гидроцилиндра продольного перемещения подвижной рамы, Рш;

- относительное перемещение подвижной рамы, X.

Результаты эксперимента представлены на рисунке 8. Фрагмент исследования имеет ярко выраженные вторичные колебания давления в линиях поршня и штока гидравлического цилиндра, которые в свою очередь ведут к возникновению колебаний подвижной рамы и снижению точности ее позиционирования над рельсо-шпальной решеткой.

1,0

Время, с

Давление в напорной лпнннн _ Давление в сливной линии

пщроцнлинда пщронилнндра

_ Относительное перемещение

рамы

Рисунок 8 - Диаграмма рабочего процесса

Экспериментальный цикл обладает следующими параметрами: длительность цикла - 3,9 с; производительность - 1846 шпал/час (1 км/час); время на подбивку балласта - 1,6 с (41% времени цикла); время на относительное перемещение подвижной рамы - 0,4 с; относительное перемещение рамы - 0,83 м; время на доводку рамы до точки позиционирования при движении машины и при неподвижном цилиндре — 1,7 с перемещение рамы при доводке - 0,47 м; максимальное давление в поршневой полости цилиндра при ускорении рамы - 9,5 МПа; динамическое усилию при ускорении - 48,1 кН; максимальное давление в штоковой

полости цилиндра при торможении рамы — 15,1 МПа; динамическое усилие при торможении - 46,2 кН.

В процессе доводки в линии штока возникают вторичные колебания давления амплитудой до 4 МПа (в линии штока дифференциального гидроцилиндра), и до 10 МПа (в линии поршня). Интенсивные вторичные колебания ведут к возникновению колебаний подвижной рамы амплитудой 0,05...0,1 м.

Проведенный анализ показывает, что рабочие циклы нагружения характеризуются существенной нестабильностью. Основной причиной которой является отсутствие единых параметров системы управления приводом, приводящее к необходимости ее перенастройки для каждого из режимов, что представляет собой существенную трудность ввиду субъективного характера оценки параметров цикла и работы машины.

Система управления гидроприводом сложна в настройке, многовариантна, требует перенастройки при изменении режима работы машины. Эффективность работы во многом определяется квалификацией оператора, то есть субъективна.

В четвертой главе составлена имитационная математическая компьютерная модель, отражающая динамику поведения привода циклического перемещения подвижной рамы машины ПМА-1, и определены рациональные параметры привода и системы управления машины в зависимости от необходимой производительности.

Динамическая модель механизма продольного перемещения подвижной рамы с подбивочными блоками машины ПМА-1 с двухштоковым рабочим гидроцилиндром перемещения представлена на рисунке 9.

---1 о 1ц "

1Р\ ,1Д

40я

Оч

Рисунок 9 — Динамическая модель привода подвижной рамы

Расход распределителя в линии рабочей полости двухштокового гидроцилиндра Ц1 при его выдвижении

если Рк > Р,,тоО, = К[Хл/Рк-Р1;

если Рк < Р„ то О, = -КгХ^/Р, -Рк; (2)

если Рк = Р],то = О, где К( - коэффициент расхода гидрораспределителя Р2; Рк-давление в напорной линии гидрораспределителя Р2, МПа; Р) - давление в линии рабочей полости двухштокового гидроцилиндра Ц1 при его выдвижении, МПа.

Расход предохранительного клапана КП1 в линии рабочей полости двухштокового гидроцилиндра Ц1 при его выдвижении

если Р! > РК1, то {}к1 = Кк1 (Р, - РК1);

если Рх < РК1,то (}к1 = 0, '

где Рк, - давление настройки предохранительного клапана КП1, МПа; Кк, - коэффициент предохранительного клапана КП1.

Уравнение расходов в линии рабочей полости двухштокового гидроцилиндра Ц1 при его выдвижении

Е, ^ = (01 - <2К1 " А(УР - УМ))А(1), (4)

где Ур — скорость движения рамы, м/с; Ум -скорость движения машины, м/с. Расход распределителя в линии штока гидроцилиндра Ц1 если г2 > Р7-, то 02 = К{Х^Р2 - Рт;

если Р2 < Рт, то 0! = -КГХ^РТ - Р2; (5)

если Р2 = Рт. то <32 = О,

Рт - давление в сливной линии гидрораспределителя Р2, МПа; Ра - давление в линии штока гидроцилиндра Ц1, МПа.

Расход предохранительного клапана КП2 в сливной линии гидроцилиндра

Ш

если Р2 > Ркг. тоОк2 = Кк2(Р2 - Рк2)\

если Р2 < Рк2,то 0К2 = О, ^

где Рк2 — давление настройки предохранительного клапана КП2, МПа; Ккг — коэффициент предохранительного клапана КП2. Уравнение расходов в сливной линии гидроцилиндра Ц1

Е2^ = (л(уР ~ Ум) -О кг~ 0г)А(2). (7)

(9)

где ГР1 - коэффициент сопротивления манжеты на поршне в рабочей полости гидроцилиндра в момент выдвижения (малый поршень);

- коэффициент сопротивления манжеты на поршне основного штока перемещения рамы (большой поршень);

— коэффициент сопротивления манжеты на основном штоке перемещения рамы (большой шток).

Уравнение движения рамы

где nip — масса подвижной рамы, кг. Уравнение перемещения подвижной рамы dSP

"df=Vp- (П) Построение имитационной математической модели по вышеуказанной методике осуществлено с помощью программного комплекса The MathWorks MATLAB в рабочей среде Simulink. Модель дает возможность исследовать поведение системы при различных входных параметрах и наблюдать в реальном времени за изменением основных выходных параметров, как то — давление в линиях гидроцилиндра перемещения рамы, абсолютные и относительные скорости и перемещения рамы машины.

На рисунке 11 приведены графики выходных параметров, полученные для принятой структурной схемы привода с пропорциональным дросселирующим гидрораспределителем управления двухштоковым гидроцилиндром циклического перемещения подвижной рамы. Схема позволяет реализовать управление разгоном и торможением подвижной рамы путем дросселирования потока жидкости на входе и выходе цилиндра в различных режимах нагружения машины, обеспечивающих максимальную производительность при времени подбивки 3 с. Расчет показывает, что принятая структура привода обеспечивает требуемые выходные параметры. Скорость движения рамы имеет треугольную форму со сглаженной вершиной и обеспечивает плавный переход от ускорения к замедлению. Максимальная производительность машины при данном режиме нагружения составит 1846 шпал/час.

mP—f = FA(3),

dt

(10)

-Давление в напорной линини цилиндра -Относительная скорость рамы -Сигнал управления

Время процесса, с

-Давление в сливной линии цилиндра

Относительное перемещение рамы

Рисунок 11 - Параметры процесса (время подбивки 3 с)

Проведенные в работе расчеты демонстрируют, что аналогичное соответствие требуемым выходным параметрам система демонстрирует на всём диапазоне изменения времени подбивки (от 1 до 3 секунд).

Учитывая достаточно большие пиковые забросы давления в напорной магистрали при разгоне подвижной рамы, следующим шагом целесообразным является ограничение давления с помощью клапана в соответствующей магистрали гидропривода.

На рисунке 12 представлены графики параметров процесса, полученные при производительности 3000 шпал/час с ограничением давления до 11,5 МПа клапанами в напорной и сливной магистралях привода, которое обеспечивает сохранение его устойчивости. Дальнейшее понижение давления с помощью настройки предохранительных клапанов может привести к возникновению вторичных колебаний в системе.

Применение пропорционального дросселирующего распределителя на базовой машине во многом обусловлено необходимостью оперативной перенастройки во избежание возможного разрыва потока гидравлической жидкости в системе. Настройка гидрораспределителя является довольно трудоемкой и требует перенастройки для различной желаемой производительности машины.

-Давление в напорной лнннии цилиндра -Относительная скорость рамы -Сигнал управления

Время процесса, с

-Давление в сливной линии цилиндра

Относительное перемещение рамы

Рисунок 12 — Параметры процесса (ограничение давления 11,5 МПа, производительность 3000 шпал/час)

Рассмотрев в качестве альтернативы пропорциональному дросселирующему гидрораспределителяю релейный гидрораспределитель и проанализировав поведение предлагаемой структуры гидравлического привода продольного перемещения подвижной рамы подбивочных блоков выправочно-подбивочной машины ПМА-1 с использованием двухштокового гидравлического цилиндра в качестве рабочего органа перемещения рамы (рисунок 13) видно, что процесс сохраняет устойчивый характер.

Применение релейного гидрораспределителя, помимо существенного упрощения системы управления, позволяет также сократить стоимость всего гидропривода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Существующая структура привода путевой машины ПМА-1 обеспечивает неразрывность потока рабочей жидкости в магистралях и полостях рабочего органа только при определенных режимах работы, что вызывает необходимость дополнительных исследований.

2. Результаты экспериментального исследования показывают, что существующая структура привода перемещения подвижной рамы выправочно-подбивочной машины ПМА-1 обладает существенными недостатками, не позво-

ляющими машине реализовать весь свой потенциал, и приводящими к сокращению производительности машины и времени подбивки.

— —

— _

— — - ПГ"~ —

ш __

— М — -н— кч —— — -Н нн

- г г. р г' т -з- « = г О < _<| э - : 5 \ с > , • *

— — — - -

-Давление в напорной линиии цилиндра -Относительная скорость рамы -Сигнал управления

Время процесса, с

—Давление в сливной линии цилиндра Относительное переметение рамы

1.8 1,7 1.6 1,5 1.4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 -0,1 -0,2 -0,3 -0,4 -0,5 -0,6

И

Рисунок 13 - Параметры процесса

(ограничение давления 11,5 МПа, производительность 1800 шпал/час)

3. Применение в качестве рабочего органа двухштокового гидроцилиндра, обе полости которого обладают равными по площади поверхностями, находящимися под воздействием давления гидравлической жидкости, позволяет решить проблему возникновения разрыва гидравлического потока.

4. Разработана и реализована в программной среде МАТЪАВ 5тш1тк имитационная математическая модель гидравлического привода перемещения подвижной рамы выправочно-подбивочной машины ПМА-1 с использованием в качестве рабочего органа перемещения подвижной рамы двухштокового гидравлического цилиндра. Модель позволяет в реальном времени оперировать входными параметрами системы и получать графическое отображение выходных процессов.

5. Установлено, что предлагаемая компоновка гидравлического привода обеспечивает неразрывность гидравлического потока при различных, в том числе высокопроизводительных (свыше 2400 шпал/час) режимах работы машины, сохраняя при этом необходимую точность позиционирования рабочих органов.

6. Установлено, что предлагаемая компоновка привода позволяет без потерь точности применять в качестве управляющего гидравлического элемента ре-

лейный гидрораспределитель вместо пропорционального дроселлирующего гид-рораспределнтеля, что существенно упрощает систему управления приводом.

7. Отказ от системы подпиточных клапанов, а также от пропорционального дросселирующего гидрораспределителя существенно снижает стоимость привода, а также позволяет отказаться от зарубежной гидроаппаратуры.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПЕЧАТНЫХ РАБОТАХ

В изданиях, входящих в перечень, рекомендованный ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации:

1. Пушкин, А.И. Повышение эффективности подбивочных систем [Текст] / А.И. Пушкин // Путь и путевое хозяйство. - 2009. - №8. - С. 10-12.

2. Ковальский, В.Ф. Моделирование привода рамы ПМА-1 [Текст] / В.Ф. Ковальский, А.И. Пушкин // Мир транспорта. - 2013. - №2. - С. 42-47.

3. Ковальский, В.Ф. Новый подход к структуре гидрообъемного привода выправочно-подбивочных машин непрерывно-циклического действия [Текст] / В.Ф. Ковальский, А.И. Пушкин // Путь и путевое хозяйство. - 2013. - №7. - С. 3032.

4. Пушкин, А.И. Моделирование статодинамических параметров привода перемещения подвижной рамы выправочно-подбивочных машин [Текст] / А.И. Пушкин, В.Ф. Ковальский // Механизация строительства. - 2013. - №8. - С. 14-17.

В других научно-технических изданиях:

5. Куликов, И.Л. Компьютерное моделирование динамики механизма продольного перемещения рамы подбивочного блока выправочно-подбивочно-рихтовочных машин непрерывно-циклического действия [Текст] / И.Л. Куликов, А.И. Пушкин // Одиннадцатая Московская межвузовская научно-техническая конференция студентов и молодых ученых "Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы" (тезисы докладов). - М.: МИИТ, 2007 - С. 76-77.

6. Ковальский, В.Ф. Выправочно-подбивочная машина-автомат ПМА-1 «АРИАДНА»: учебное пособие / В.Ф. Ковальский, В.А. Дубровин, А.И. Пушкин -М.: МИИТ, 2007.- 176 с.

7. Пушкин, А.И. Комплексное компьютерное моделирование гидравлического привода перемещения подбивочного блока выправочно-подбивочных машин напрерывно-циклического действия и системы его управления в среде БтиНпк на примере машины ПМА-1 [Текст] / А.И. Пушкин // XII Московская международная межвузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Подъемно-транспортные, строительные, дорожные,

путевые машины и робототехнические комплексы" Материалы конференции. -М.: МГСУ, 2008. - С.154-156.

8. Пушкин, А.И. Своевременная и качественная выправка и подбивка пути - основа безопасного движения поездов [Текст] / А.И. Пушкин, В.Ф. Ковальский // Тр. IX Научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». - 2008. - С. Х-1-Х-2.

9. Пушкин, А.И. Пути повышения эффективности работы современных систем подбивки железнодорожного пути [Текст] / А.И. Пушкин // XIII Московская международная межвузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы" Материалы конференции. - М.: МАДИ (ГТУ), 2009. - С. 217-219.

10. Пушкин, А.И. Модернизация параметров привода и системы управления подвижной рамы путевой машины ПМА-1 [Текст] / А.И. Пушкин // Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы: Материалы XIV Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. -М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - С. 177-178.

11. Пушкин, А.И. Расчет статических параметров привода перемещения подвижной рамы ПМА-1 [Текст] / А.И. Пушкин, В.Ф. Ковальский // Тр. XIII Научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». - 2012. -С. Ш-23.

Пушкин Андрей Игоревич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГИДРООБЪЕМНОГО ПРИВОДА

ПОДБИВОЧНОЙ СИСТЕМЫ ВЫПРАВОЧНО-ПОДБИВОЧНОЙ МАШИНЫ ПМА-1

05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать-!?.04.2015 Заказ №1.1 ¿5 Формат 60x90/16

Усл. печ. л. - 1.25_Тираж 80 экз.

127994, Россия, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, УПЦ ГИ МИИТ