Анализ погрешности синхронизации скорости движения гидравличсеских двигателей в переходных режимах работы

Autor: Havrylenko, Oleksii, Kulinich, Serhii
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 4, № 7 (100) (2019): Applied mechanics; 30-37
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 4, № 7 (100) (2019): Прикладная механика; 30-37
Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 4, № 7 (100) (2019): Прикладна механіка; 30-37
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: A hydraulic drive with two hydraulic cylinders was considered in which the rod movement speeds are synchronized by a divider of the working fluid flow. Based on the developed mathematical model, operation of synchronized hydraulic cylinders in transient operating conditions with a sudden change of load on one of the hydraulic cylinders was calculated. Speeds of movement of the hydraulic cylinder rods and pressures in the inter-throttle chambers of the flow divider were determined. It was established that there were variations of pressure in the inter-chamber chambers of the flow divider in the transient conditions of operation of the drive caused by a sudden change of load on the hydraulic cylinders and, as a result, an error of synchronization of speed of movement of the cylinders rods appeared at the initial stage. Relative pressure differential in the inter-throttle chambers reached 1 and the relative difference of speeds of movement reached 0.43. To improve accuracy of synchronization of hydraulic motor movement, a flow divider was proposed with an additional feedback in the pressure differential in the inter-throttle chambers of the divider. The additional feedback was realized through the use of a double-slotted throttling distributor of the spool-valve type. Proceeding from the conditions of a minimum synchronization error, the necessary dependence of change of area of the working slot of the controlled throttles was determined and recommendations on profiling the working slots of the spool throttle were given.It was established by calculation and confirmed experimentally that the use of controlled throttles reduces the error of synchronization of speed of movement of the cylinder rods to 0.27 and the pressure differential in the inter-throttle chambers of the flow divider to 0.53.Harmonics of higher order occurred in a transient process for speed and pressure. They were caused by movement of the spool valve of the double-slot distributor.Presence of harmonics of higher order in variations of pressure and velocity did not significantly affect operation of hydraulic motors since amplitude of these variations was negligible.Reduction of the speed synchronization error is due to simultaneous change of area of the throttle which stabilizes pressure differential and the area of the controlled throttle.
Розглянуто гідравлічний привід з двома гідравлічними циліндрами, синхронізація швидкості руху штоків яких здійснюється дільником потоку робочої рідини. На основі розробленої математичної моделі проведено розрахунок роботи синхронізованих гідроциліндрів в неусталеному режимі при раптовій зміні навантаження на одному з гідроциліндрів. Визначено швидкості руху штоків гідроциліндрів і тиск в міждросельних камерах дільника потоку. Встановлено, що при перехідних режимах роботи приводу, обумовлених раптовою зміною навантаження гідроциліндрів, виникають коливання тиску в міждросельних камерах дільника потоку і, в результаті цього, похибка синхронізації швидкості руху штоків гідроциліндрів на початковому етапі. Відносний перепад тисків в міждросельних камерах досягає 1, а відносна різниця швидкостей руху – до 0.43. Для підвищення точності синхронізації руху гідравлічних двигунів запропонований дільник потоку, в якому додано додатковий зворотний зв'язок по перепаду тиску в міждросельних камерах дільника. Додатковий зворотний зв'язок реалізований за рахунок застосування двохщілинного дроселюючого розподільника золотникового типу. Виходячи з умов забезпечення мінімальної похибки синхронізації, визначена необхідна залежність зміни площі робочої щілини регульованих дроселів та наведено рекомендації щодо профілізації робочих щілин золотникового дроселя.Встановлено розрахунковим шляхом і підтверджено в експерименті, що застосування регульованих дроселів зменшує похибку синхронізації швидкості руху штоків гідроциліндрів до 0.27, а перепад тисків в міждросельних камерах дільника потоку – до 0.53.В перехідному процесі для швидкості і тиску виникли гармоніки вищого порядку, зумовлені рухом золотника двохщілинного розподільника.Наявність гармоніки вищого порядку в коливаннях тиску і швидкості несуттєво впливає на роботу гідравлічних двигунів, оскільки амплітуда коливань незначна.Зменшення похибки синхронізації швидкості зумовлено одночасною зміною площі дроселя, який стабілізує перепад тиску та площі регульованого дроселя
Рассмотрен гидравлический привод с двумя гидравлическими цилиндрами, синхронизация скорости движения штоков которых осуществляется делителем потока рабочей жидкости. На основе разработанной математической модели проведен расчет работы синхронизированных гидроцилиндров в неустановившемся режиме при внезапном изменении нагрузки на одном из гидроцилиндров. Определены скорости движения штоков гидроцилиндров и давление в междроссельных камерах делителя потока. Установлено, что при переходных режимах работы привода, обусловленных внезапным изменением нагрузки гидроцилиндров, возникают колебания давления в междроссельных камерах делителя потока и, в результате этого, погрешность синхронизации скорости движения штоков гидроцилиндров на начальном этапе. Относительный перепад давления в междроссельних камерах достигает 1, а относительная разница скоростей движения – до 0.43.Для повышения точности синхронизации движения гидравлических двигателей предложен делитель потока, в котором добавлена дополнительная обратная связь по перепаду давления в междроссельных камерах делителя. Дополнительную обратную связь реализована за счет применения регулируемых дросселей золотникового типа. Исходя из условий обеспечения минимальной погрешности синхронизации, определена требуемая зависимость изменения площади рабочей щели регулируемых дросселей и приведены рекомендации по профилированию рабочих щелей золотникового дросселя.Установлено расчетным путем и подтверждено в эксперименте, что применение регулируемых дросселей уменьшает погрешность синхронизации скорости движения штоков гидроцилиндров до 0.27, а перепад давлений в междроссельные камерах делителя потока – до 0.53.В переходном процессе для скорости и давления возникли гармоники более высокого порядка обусловленные движением золотника двохщелевого распределителя.Наличие гармоники более высокого порядка в колебаниях давления и скорости несущественно влияет на работу гидравлических двигателей, поскольку амплитуда колебаний незначительна.Уменьшение погрешности синхронизации скорости обусловлено одновременным изменением площади дросселя, который стабилизирует перепад давления и площади регулируемого дросселя
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: