Способ безразборного контроля дроссельного гидропривода с золотниковым распределителем

 

Изобретение позволяет повысить эффективность безразборного контроля дроссельного гидропривода (ГП) с золотниковым распределителем путем выявления причин и мест возможных неисправностей. При постоянном давлении питания в режиме холостого хода снимают статические характеристики ГП. Полученные характеристики и параметры ГП сравнивают с эталонными и на основании сравнения судят об эксплуатационной пригодности и техническом состоянии ГП. Определяют изменение величины трения движения гидродвигателя (ГД) по разности перепадов давлений в его полостях, снятых по характеристике холостого хода для заданных значений скорости выходного вала при ее увеличении и уменьшении. Определяют коэффициент утечек каждой щели золотникового распределителя и каждой полости ГД и коэффициент перетечек между полостями ГД путем подстановки значений величин, снятых со скоростной характеристики ГП и статических зависимостей давления и перепада давлений в полостях ГД в режиме холостого хода от перемещения золотника, в уравнении расходов и производных расходов по перемещению золотника для опорных точек перемещения золотника. Опорными точками являются границы зоны насыщения, эквивалентная граница перекрытий, точка нулевого перепада давлений в полостях ГД и вспомогательная опорная точка рабочего участка скоростной характеристики, параметр изменения величины трения движения ГД. Коэффициенты утечек и перетечек сравнивают с эталонными и получают дополнительные данные о техническом состоянии ГП. 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (1!) (sl)5 F 15 В 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4653013/29 (22) 22.02.89 (46) 07.08.91. Бюл. N. 29 (71) МГТУ им. Н. Э, Баумана (72) M. М, Скобелев, B. А. Челышев, A. Н. Кропотов, В. В. Вельтищев и Л. Г. Агейков (53) 621.521(088.8) (56) Гамынин Н. С., Камянир А. Я., Коробочкин Б, Л, и др. Гидравлический следящий привод. — M.; Машиностроение, 1968, с. 66, 383, 435, 459, 467. (54) СПОСОБ БЕЗРАЗБОРНОГО КОНТРОЛЯ ДРОССЕЛЬНОГО ГИДРОПРИВОДА С

ЗОЛОТНИКОВЫМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность безразборного контроля дроссельного гидропривода (ГП) с золотниковым распределителем путем выявления причин и мест возможных неисправностей. При постоянном давлении питания в режиме холостого хода снимают статические характеристики ГП. Полученные характеристики и параметры ГП сравнивают с эталонными и на основании сравнения судят об эксплуатационной пригодности и техническом состоянии ГП. Определяют изменение величины трения

Изобретение относится к области эксплуатационного контроля и испытаний гидрооборудования и может быть использовано для определения экспуатационной пригодности и технического состояния гидропривода с золотниковым распределителем.

Целью изобретения является повышение эффективности контроля путем движения гидродвигателя (ГД) по разности перепадов давлений в его полостях, снятых по характеристике холостого хода для заданных значений скорости выходного вала при ее увеличении и уменьшении.

Определяют коэффициент утечек каждой щели золотникового распределителя и каждой полости ГД и коэффициент перетечек между полостями ГД путем подстановки значений величин, снятых со скоростной характеристики ГП и статических зависимостей давления и перепада давлений в полостях ГД в режиме холостого хода от перемещения золотника, в уравнении расходов и производных расходов по перемещению золотника для опорных точек перемещения золотника. Опорными З точками являются границы зоны насыщения, эквивалентная граница перекрытий, 1 точка нулевого перепада давлений в полостях ГД и вспомогательная опорная точка рабочего участка скоростной характеристики, параметр изменения величины трения движения ГД. Коэффициенты утечек и пере- д течек сравнивают с эталонными и получают 0 дополнительные данные о техническом состоянии ГП. 8 ил. выявления причин и мест возможных неисправностей.

На фиг. 1 приведена скоростная характеристика электрогидропривода с золотниковым распределителем с положительными перекрытиями; на фиг. 2 — статическая зависимость перепада давлений под торцами золотника от входного электрического

1668748 сигнала; на фиг. 3 — скоростная характеристика гидропривода с золотниковым распределителем с положительными перекрытиями; на фиг. 4 — статическая зависимость перепада давлений в полостях гидродвигателя от перемещения золотника; на фиг. 5 — характеристика холостого хода; на фиг. 6 — схема золотникового распределителя; на фиг. 7 — расчетная схема дроссельного гидропривода с эолотниковым распределителем, составленная для статического режима работы привода на холостом ходу; на фиг. 8 — график линеаризованной функции проводимости 1й щели золотникового распределителя.

Способ безразборного контроля дроссельного гидропривода с эолотниковым распределителем осуществляют следующим образом.

При постоянном давлении питания в режиме холоСтого хода осуществляют для гидропривода одновременно снятие статических характеристик. По скорости движения выходного вала от входного сигнала перемещения золотника (скоростная характеристика, фиг. 3) определяют: коэффициент передачи по скорости К„; максимальную скорость движения выходного вала Vm, смещение нуля Хо, зону нечувствительности (часть зоны нечувствительности ЫК=Хм Хо, границу зоны насыщения Xm, По перепаду давлений s полостях гидродвигателя от скорости движения выходного вала (характеристика холостого хода, фиг, 5) определяют: сухое трение покоя Ттрн= rpn Агд, где Л Prpn — максимальный перепад давлений при V-О, Агд — конструктивный параметр гидродвигателя, определяемый его типом (эффективная площадь поршня Ян гидроцилиндра или характерный обьем ог двигателя вращательного типа); сухое трение начального движения

Ттрнд= Л Ртрнд Атд, где Л Ртрнд — минимальный перепад давлений при ЧФО; коэффициент вязкого трения гидродвигателя Ks.rp= К s.rp Агд, р диапазон изменения трения движения гидродвигателя дтр =дг Агд

По величине гистерезиса характеристики усилия, затрачиваемого на перемещение золотника, определяют силу трения на золотнике Frp.эол.. для определения коэффициентов утечек каждой щели, каждой полости гидродвигателя и коэффициента перетечек между полостями гидродвигателя составляют уравнения расходов и производных расходов по перемещению золотника для опорных точек положения зхолотника, 5 Таковыми опорными точками являются (фиг. 3 и 4): точка нулевого перепада давлений в полостях гидродвигателя Х,; эквивалентная граница перекрытий Хэк; граница зоны насыщения Хгп, вспомогательная опорная точка Õl.

Коэффициенты для уравнений находят из статических зависимостей давлений и перепада давлений в полостях гидродви15 гателя от перемещения золотника, скоростной характеристики и линеаризованной функции проводимости золотникового распределителя для опорных точек перемещения золотника.

20 В качестве примера рассмотрим определение коэффициентов утечек и пере; течек для золотника с положительным перекрытием щелей.

Для иллюстрации уравнений и до25 пущений, принимаемых при их составлении, используют фиг, 6-8, на которых обозначено: Ро — постоянное давление питания; P,л — постоянное давление слива, принимаемое за нольотсчетадав30 лений: Оут.гдт,Кут.гд),Оут.ед,Kyr.гд — расходы утечек и коэффициенты утечек из полостей гидродвигателя: Опер, Клер — расход перетечек и коэффициент перетечек между полостями гидродвигателя; Π— полезный расход, идущий на создание скорости движения выходного вала; Π— расход через

i-ю щель золотника (l=l, 11, III, IY — номера щелей); Х вЂ” граница перекрытия 1-й щели;

Kyr,l — КОЭффИЦИЕНт УТЕЧЕК (КОЭффИЦИЕНт

40 проводимости) закрытой 1-й щели; Кут г,i„i— минимальный коэффициент утечек, при

X30a«Xi, Kyr.maxi — МаКСИМаЛЬНЫй КОЭффициент утечек соответствующий коордиdKóò нате (Xl — Е), где Е- малая величина; оХэол линейный коэффициент изменения Kyrl по Хзол в погРаничной зоне закРытой Щели, примыкающей к Xl, Gi — проводимость откРытой 1-й Щели; Gmlni — минимальнаЯ

r проводимость открытой щели, соответствующая координате (Xi+ Е); — — линейный

dG бХэол

КОЭффИцИЕНт ИЗМЕНЕНИЯ Gl ПО Хзол.

Для составления уравнений и конкретных видов записи членов уравнений принимают ряд допущений; пренебрегают всеми внешними возмущающими факторами;

1668748

" 1г л» л» З р1 лг»» у зо» < " 1

Д К г

g.. N> м (I,-к,»)аР;вгии,сю,,<х,, ! "ЪОА

dC

C ;„; „(>sea-Х»1 JaP(лл»» xsam>Х;

55 (1) где Ку»»о — коэффициент утечек закрытой щели, соответствующий Хзол-ХО. пренебрегают сжимаемостью рабочей жидкости, инерционными нагрузками и статической неуравновешенностью выходного вала привода; рассматривают модель привода со со- 5 средоточенными параметрами; считают потоки утечек и перетечек в гидродвигателе ламинарными; проводят линеаризацию функции проводимости 1-й щели золотника в виде, пред- 10 ставленном на фиг. 8.

При линеаризации функции проводимости I-й щели золотника в области закрытой щели считают поток утечек через радиальный зазор между гильзой и бурти- 15 ком золотника ламинарным, в области открытой щели поток — турбулентным.

Параметры 4, 4 полагают посто4кут dG

ЗОЛ ЗОЛ янными и едиными для всех щелей, 20

Для 4 это связано с одинаковым .

d Ку»

4 . Зол линейным изменением коэффициента расхода р (от 0,1 до 0,7) через радиальный зазор в пограничной зоне закрытой щели, 25 примыкающей к Xl, Постоянство и единство для всех щелей коэффициента, обусdG

4Хзол ловлено одинаковостью геометрии всех щелей и линейностью функции площади проходного сечения открытой щели.

Осуществляют привязку графиков проводимостей щелей золотника (фиг. 8) к опорным точкам статических характеристик (фиг. 3) в соответствии с конкретным 35 типом перекрытий золотникового распределителя.

Для золотника с положительными перекрытиями всех щелей приравнивают XI к Xs»». пренебрегая разностью между ними. При этом полагают, что Хо находится в пограничной.зоне закрытых щелей золотника и в этом случае зависимость О от перепада давлений на щели hR приближенно выражается следующим образом в зависимости 45

От НаХОжДЕНИЯ ТЕКУЧЕГО ЭНаЧЕНИЯ Хзол ОтНОсительно Х :

В окончательной записи уравнений вместо Xl подставляют X„, С учетом принятых допущений в общем виде уравнения расходов для каждой полости привода имеют вид (фиг. 7)

QI=Qlll+Qyxrp». + Опер + Оч

Ои = Оь + Оу»гд2 Опер — 0v

1 где

Ц =к р р р.га»= p rB» Р ca =,а, I 1

Q =k p-p ..а,= »..à, г- .. = ...а, Рт, ч=" "»э

Я; (»=I,п,?п,rv). (2)

О определяется выражениями (I) в зависимости от перекрытия щели.

Из системы (2) можно получить систему уравнений производных расходов по перемещению золотника

49 ЗЯБ дИ »гЭ, С Я»»Ер С)ЙЧ

+ + + — )

АХАЛ d ХЗОЛ С»чъОЛ . d ХЗОЛ d X3oa

dAZZ JQZy 4 у г.газ С @пер С ОЧ

+ ° Х 3ол» зол сг Х3ол»- 3oh с Х зол (3)

В опорной точке Хо система (2) принимает упрощенный вид в связи с АР=О (Р1-Р2-Р1o) и Опер=О; Оч=0. В зоне нечувствительности также справедливо =0 и

4Оч . 4Хзол соответственно упрощается система уравнений (3).

Для расчета неизвестных коэффициентов используют пары опорных точек для обеих полярностей сигнала перемещения золотника. Для различия знак полярности проставляется в виде верхнего индекса опорной точки.

В качестве примера составления системы уравнений в опорных точках рассматривают эолотниковый распределитель с положительными перекрытиями щелей.8 этом случае неизвестными являются

16 коэффициентов. У гидродвигателя это

Ку».Сд Kyr.r Кпер, У ЗОЛОтНИКОВОГО РаСПРЕДелителЯ это Kyrlo,Ку»Я,,Ky»ill,,Ky»w

4К

4Х Ky»m n Kyrmlnll Kyrmlnlli Ky™ 1

Gm)nl Gmlnll,Gminlll,GmlniV.

1668748

Система уравнений для их определения имеет следующий вид:

k, (Р -Р )=k (х а 12, Я In« lp) тх хх?о lp 1а, га, QQ 7 JT lI, p lol X:Хат ххо vp 4т.аог Р10 ) р,,(К„

Х „(- —,— ((а.-а,.) кол Х ъол

ЬР, dk р dP, оол ((ЛР)

+ лРЕ

Р,(Х...

d (2 1 с((т

ЫР2 dK, х(Р2 d(AP) d" 2 дХ "Р dX тол Ьол (.,„„° „-(r,„-r„() 2.- а,= „,.-;. ° Р"">"à Р - -р I""га К аах

d(, Х „, .;.,(а. — Р,l =(.:. „, „ зол

"2хх))Ж KóãÝ,Рх+ K оер Р+ VA аа °

d( а ап(ах и Х (Хэк о 2 а1т mrrr !ха

X3ол ъол (Р ((лр) "1"3 х(Х „„dy,. " Р

-д„„. .а.

dP, с хло а ха.х г(Х L Рк )) Р.) Р, dP, г((лР) -,— („— (р,,а, dx,.„""рdx

dY

dXX3 (c...;„(„- i)A=*=

="r T rnIp Ра Рг а1хлВ 2 llep

Х а аа

К 1т о еll I (po ) ("" ll III ДХ зол

° (Х,„-Х,Д Ж ° „„а, Р

ЛР+ V Ааа.

dG г Х(3ол

" к — — л

"eP dу r3

Зол

С2 Рг

+ ех" 3оЛ

d(h, Р1

d("3„) 40

После определения Куты. 1=(1, 11, 111, IV), 45 б К /т

Ф зная Xo„)4I, Х,, в соответствии с фиг. зол

8 нетрудно определить Кут,2п,х(.

Для других типов золотникового рас пределителя решение задачи определения

50 коэффициентов утечек и перетечек проводят по приведенной методике, Для электрогидропривода эти зависимости аналогичные, но для безразборного контроля вместо сигнала перемещения зо55 лотника используют входной электрический сигнал., а вместо характеристики усилия, затрачиваемого на перемещение золотника, снимают статическую зависимость перепада давлений под торцами (а„,, а — (rÄ х () (р ..Р

5 т охап тхх х чтгд 1 к пе ЬР ЧА д Р е ер г

3оЛ

Ф (2r ;„, а — (х, - х Ä () r(Ð, - Р, = а

=К Р+К вЂ” ут(.„, „, à, (, „ Р Ч Агд, 15 т ГВО П (О г1=(Ч ХХХ VI III +Г((> <

ЗоЛ

% ХХ., а Ра 2 2 AP VA,p

20 г(С (i зэк зоЛ (дР, 2-(Р,— р, ГсМХ, „

ЗоЛ 1

Ф ) (р) av, Х,.„"(,(Х„„(Х,.„ .а, 1668748

I0 золотника от входного электрического сигнала с тем, чтобы, определив по ней и а р а метры первого каскада электрогидравлического усилителя, затем перестроить зависимости от входного 5 электрического сигнала в зависимости от сигнала перемещения золотника.

Средства измерения контролируемых сигналов привода при снятии статических характеристик известны. 10

Для электрогидропривода по характеристике Л Рэчел= (! х) (фиг. 2) определяют параметры первого каскада электрогидравлического усилителя: коэффициент передачи по перемеще- 15

Р нию золотника Qry=l4ry Язв, где Ззол— площадь торца золотника; смещение нуля !вхо, зону нечувствительности (ЛЗНэгу— часть зоны нечувствительности); 20 границу зоны насыщения axm;

1 силу трения на золотнике Ттр.зол =7г ЬРтр.зол <

" Ззол.

С помощью этих параметров завиеи- 25 мости от входного электрического сигнала перестраивают в зависимости от перемещения золотника (например, скоростная ха-, рактеристика, (фиг. 1, 3).

ИспользоваНие изобретения позволяет ЗО повысить эффективность контроля, включая надежность контроля с выявлением причин и мест возможных неисправностей и уменьшение объема испытательного оборудования как минимум в 2 раза. 35

Формула изобретения

Способ безразборного контроля дроссельного гидроприводэ с золотниковым распределителем. заключающийся в том, 40 что при постоянном давлении питания в режиме холостого хода снимают статические характеристики гидоопривода, полученные характеристики и параметры гидропривода сравниивают с.эталонными и на основании сравнения судят о6 эксплуатационной пригодности и техническом состоянии гидропривода, отличающийсятем,что, с целью повышения эффективности контроля путем выявления причин и мест возможных неисправностей, дополнительно определяют изменение величины трения движения гидродвигателя по разности перепадов давлений в его полостях, снятых по характеристике холостого хода для заданных значений скорости движения выходного вала при ее увеличении и уменьшении, определяют коэффициент утечек каждой щели золотникового распределителя и каждой полости гидродвигателя и коэффициент перетечек между полостями гидродвигателя путем подстановки значений величин, снятых со скоростной характеристики гидропривода, и статических зависимостей давления и перепада давлений в полостях гидродвигателя в режиме холостого хода от перемещения золотника, в уравнения расходов и производных расходов по перемещению золотника для опорных точек перемещения золотника, которыми являются границы зоны насыщения эквивалентная граница перекрытий, точка нулевого перепада давлений в полостях гидродвигвтеля и вспомогательная опорная точка рабочего участка скоростной характеристики, параметр изменения величины трения движения гидродвигателя, коэффициенты утечек и перетечек срэвнивэфт с эталонными и получают дополнительные данные о техническом состоянии гидропривода.

1668748 1668748

Фиг 7

Составитель И.Салькова

Техред М.Моргентэл Корректор О.Кундрик

Редактор А.Шандор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2644 Тираж 372 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5