Разработка стенда для оценки технического состояния объемных гидроприводов с гидравлическим нагружающим устройством

Ключевые слова: стенд, гидравлическое нагружающее устройство, динамическая методика испытаний, объемный гидропривод, техническое состояние, коэффициент полезного действия, крутящий момент, ремонтное предприятие, сервисный центр

Аннотация

Введение. Статья посвящена разработке устройства для оценки технического состояния объемных гидроприводов отечественного и зарубежного производства в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров.
Материалы и методы. В работе использованы положения теоретической механики, теории гидрогазодинамики и основные принципы создания механизмов и машин. Для оценки технического состояния объемных гидроприводов применен метод гидравлического нагружения гидромотора. Достоверность результатов подтверждена экспериментальной реализацией стенда с гидравлическим нагружающим устройством.
Результаты исследования. Разработана и готовится к реализации новая конструкция стенда с гидравлическим нагружающим устройством для оценки технического состояния широкой номенклатуры объемных гидроприводов отечественного и зарубежного производства в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров. Отличительной особенностью разработанного стенда является использование метода гидравлического нагружения, при котором крутящий (тормозной) момент на валу испытуемого гидромотора создается при помощи гидромашины. Стенд состоит из блоков обработки и измерения данных. В основе блока обработки данных лежит многофункциональная плата сбора данных, соединенная с персональным компьютером. В структуру блока измерения данных входят частотный преобразователь, соединенный с электродвигателем, приводной вал для подключения к нему вала испытуемого гидронасоса, гидравлическая система, имеющая гидробак, линии всасывания, управления, слива, дренажа, нагнетания и реверсивные дроссели-расходомеры, установленные в линиях нагнетания и соединенные с гидронасосом и гидромотором, нагружающее устройство с реверсивным гидронасосом, приводной вал которого муфтой соединен с валом испытуемого гидромотора. Дополнительно реверсивные дроссель-расходомеры через специальные порты и электрические линии соединены с платой сбора данных. Разработанный стенд позволяет оценить техническое состояние наиболее распространенных моделей объемных гидроприводов, используемых в современной сельскохозяйственной и дорожно-строительной технике. Стенд характеризуют энергоэффективность, простота конструкции и низкая стоимость при лучших технических характеристиках, что обеспечивает его высокую конкурентоспособность.
Обсуждение и заключение. Разработанная конструкция стенда с гидравлическим нагружающим устройством позволяет реализовать методику динамических испытаний предприятий-изготовителей и с высокой точностью оценить техническое состояние объемных гидроприводов отечественного и зарубежного производства в условиях ремонтных предприятий и сервисных центров. Дальнейшее усовершенствование эффективности оценки технического состояния объемных гидроприводов видится в разработке специализированного программного обеспечения для обработки и анализа результатов испытаний в режиме реального времени.

Биографии авторов

Павел Александрович Ионов, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва»

профессор кафедры технического сервиса машин, Институт механики и энергетики ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), кандидат технических наук, ResearcherID: S-7146-2018

Петр Васильевич Сенин, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва»

заведующий кафедрой технического сервиса машин, Институт механики и энергетики ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), доктор технических наук, профессор, ResearcherID: H-1219-2016

Сергей Владимирович Пьянзов, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва»

аспирант кафедры технического сервиса машин, Институт механики и энергетики ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ResearcherID: B-1548-2019

Алексей Владимирович Столяров, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва»

доцент кафедры технического сервиса машин, Институт механики и энергетики ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), кандидат технических наук, ResearcherID: G-8460-2016

Александр Михайлович Земсков, ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва»

старший преподаватель кафедры технического сервиса машин, Институт механики и энергетики ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» (430005, Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), кандидат технических наук, ResearcherID: S-7748-2018

Литература

1. Mandal S. K., Singh A. K., Verma Y., Dasgupta K. Performance Investigation of Hydrostatic Transmission System as a Function of Pump Speed and Load Torque // Journal of The Institution of Engineers (India): Series C. 2012. Vol. 93, Issue 2. Pp. 187–193. DOI: https://doi.org/10.1007/s40032-012-0022-4

2. Akkaya A. V. Effect of Bulk Modulus on Performance of a Hydrostatic Transmission Control System // Sadhana. 2006. Vol. 31, Issue 5. Pp. 543–556. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02715913

3. Michelson Sh., Mueller M., Schurman B. Hydraulic Test Bench Circuit Construction, Testing and Analysis // The Journal of Undergraduate Research. 2012. Vol. 10, Issue 9. Pp. 116–127. URL: https://openprairie.sdstate.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1037&context=jur (дата обращения: 28.10.2019).

4. Стенд для испытания регулируемых аксиально-поршневых гидронасосов и гидромоторов: пат. 2381385 Рос. Федерация. № 2008137350/06; заявл. 19.09.2008; опубл. 10.02.2010. Бюл. № 4. URL: https://patents.s3.yandex.net/RU2381385C1_20100210.pdf (дата обращения: 28.10.2019).

5. Стенд для испытания гидромоторов: пат. 47057 Рос. Федерация. № 2005108014/22; заявл. 21.03.2005; опубл. 10.08.2005. Бюл. № 22. URL: https://patents.s3.yandex.net/RU47057U1_20050810.pdf (дата обращения: 28.10.2019).

6. Колчин А. В., Каргиев Б. Ш. Динамические методы диагностирования гидротрансмиссии сельскохозяйственных комбайнов // Труды ГОСНИТИ. 2006. Т. 98. C. 67–71. URL: http://www.cnshb.ru/jour/j_as.asp?id=87482 (дата обращения: 28.10.2019).

7. Гринчар Н. Г., Кузьмин Д. В. Определение потребности средств диагностики для парков строительных машин // Механизация строительства. 2009. № 6. С. 16–19. URL: https://www.rucont.ru/efd/541369 (дата обращения: 28.10.2019).

8. Пьянзов С. В., Ионов П. А., Величко С. А., Земсков А. М. Устройство для оценки технического состояния объемного гидропривода // Пермский аграрный вестник. 2018. № 2 (22). С. 15–22. URL: http://agrovest.psaa.ru/wp-content/uploads/2018/06/2-2018-15-22.pdf (дата обращения: 28.10.2019).

9. Маслов Н. А. Обоснование принципиальной схемы стенда для испытаний объемных гидромашин // Главный механик. 2013. № 6. С. 56–60.

10. Elshorbagy K. A., Kandil H., Latif M. R. Development of a Multi-Functional Hydraulic Test Stand // Journal of Scientific and Engineering Research. 2018. Vol. 5, Issue 1. Pp. 123–132. URL: http://jsaer.com/download/vol-5-iss-1-2018/JSAER2018-05-01-123-132.pdf (дата обращения: 28.10.2019).

11. Tkac Z., Drabant S., Majdan R., Cvicela P. Testing Stands for Laboratory Tests of Hydrostatic Pumps of Agricultural Machinery // Research in Agricultural Engineering. 2008. Vol. 54, no. 4. Pp. 183–191. DOI: https://doi.org/10.17221/704-RAE

12. Маслов Н. А. Обоснование принципиальной схемы стенда для испытаний объемных гидромашин // Вестник машиностроения. 2014. № 6. С. 3–10. URL: https://www.mashin.ru/files/2014/ve0614_web.pdf (дата обращения: 28.10.2019).

13. Ding H., Zhao J. Performance Analysis of Variable Speed Hydraulic Systems with Large Power in Valve-Pump Parallel Variable Structure Control // Journal of Vibroengineering. 2014. Vol. 16, Issue 2. Pp. 1042–1062. URL: https://jvejournals.com/article/14974 (дата обращения: 28.10.2019).

14. Ионов П. А., Пьянзов С. В., Земсков А. М. Обоснование технических параметров стендового оборудования для оценки технического состояния объемного гидропривода // Труды ГОСНИТИ. 2017. Т. 128. С. 97–105. URL: http://vimtsm.ru/wp-content/uploads/2019/03/128_2017.pdf (дата обращения: 28.10.2019).
Опубликован
2021-06-23