Моделирование напряженно-деформированного состояния в ресурсолимитирующем соединении объемного гидропривода
Аннотация
Введение. Статья посвящена исследованию напряженно-деформированного состо-
яния распределительной пары агрегатов объемного гидропривода и поиску путей
повышения его долговечности.
Материалы и методы. В процессе исследования были использованы общеприня-
тые положения теорий трения, надежности, упругости, механизмов и машин, ма-
тематического моделирования. Для моделирования напряженно-деформированного
состояния была использована система инженерного анализа ANSYS. В качестве
объектов исследования выбраны распределительные пары гидронасосов 313.3.112,
ГСТ-112 и Sauer Danfoss 90R075.
Результаты исследования. Получены значения действительных контактных напря-
жений и длительно действующей эксплуатационной нагрузки в распределительных
парах агрегатов объемного гидропривода: для гидронасоса 313.3.112 – 26,93 МПа;
для гидронасоса ГСТ-112 – 22,21 МПа; для гидронасоса Sauer Danfoss 90R075 –
27,12 МПа. Установлено, что наибольшим нагрузкам подвержена область, располо-
женная со стороны нагнетания. Это является причиной одностороннего износа сфе-
рических поверхностей, довольно часто встречающегося у снятых с эксплуатации
агрегатов. Значения контактных напряжений в соединениях, упрочненных методом
электроискровой обработки, в среднем на 1,4–9,4 % ниже, чем в неупрочненных.
В процессе электроискровой обработки идет перераспределение напряжений по по-
верхности, что приводит к снижению эксплуатационной нагрузки в соединениях.
Обсуждение и заключение. Проведенное исследование позволило смоделировать
напряженно-деформированное состояние в новых и упрочненных распредели-
тельных парах агрегатов объемного гидропривода в эксплуатационных условиях,
а также предложить пути повышения его долговечности. Установлено, что для по-
вышения износостойкости ресурсолимитирующего соединения и, как следствие,
долговечности агрегатов объемного гидропривода необходимо обеспечить в распре-
делительных парах максимальную удельную нагрузку бóльшую, чем максимальная
длительно действующая эксплуатационная нагрузка. Для решения данной задачи
предложено создавать покрытия с высокими триботехническими свойствами мето-
дом электроискровой обработки.
Литература
[и др.] // Сельский механизатор. 2016. № 9. С. 30–33. URL: http://selmech.msk.ru/916.html#_Новая_
технология_ремонта
2. Пузанов А. В. Гидромеханический анализ ходовой части аксиально-поршневой гидромаши-
ны // Вестник Брянского государственного технического университета. 2016. № 4 (52). С. 161–169.
URL: https://academuspub.com/ru/nauka/article/14363/view
3. Величко С. А. Ремонт агрегатов машин с восстановлением показателей безотказности
и долговечности на уровне нового изделия // Труды ГОСНИТИ. 2013. № 111. С. 19–23. URL: https://
elibrary.ru/item.asp?id=18956289
4. Analysis of electric pulsed processes in electrospark treatment of metallic surfaces in a gas medium
/ V. I. Ivanov [et al.] // Welding International. 2017. № 4. P. 312–319. DOI: https://doi.org/10.1080/
09507116.2016.1257244
5. Ivantysynova M., Baker J. Power loss in the lubricating gap between cylinder block and valve
plate of swash plate type axial piston machines // International Journal of Fluid Power. 2009. Vol. 10, Issue
2. P. 29–43. DOI: https://doi.org/10.1080/14399776.2009.10780976
6. Rebel J., Grätz U. Modellierung der Druckumsteuerung in einer Axialkolbenpumpe.
Ölhydraulik und Pneumatik. 2001. Vol. 45. № 4. С. 240–245. URL: https://www.tib.
eu/en/search/id/tema%3ATEMA20010500668/Modellierung-der-Druckumsteuerung-in-einer-
Axialkolbenpumpe/#documentinfo
7. Дородов П. В., Гусева Н. В. Совершенствование установки для исследования напряженно-
деформированного состояния в плоских прозрачных моделях деталей сельскохозяйственной техни-
ки // Техника и оборудование для села. 2015. № 4. С. 10–13. URL: http://www.rosinformagrotech.ru/
sites/default/files/files/tos_2015_04.pdf
8. Даршт Я. А., Холкин И. Н. Исследование гидростатической опоры аксиально-поршневого
насоса // Автоматизация и современные технологии. 2012. № 5. С. 20–25. URL: http://www.mashin.ru/
files/2012/05-2012.pdf
9. Холкин И. Н., Пузанов А. В. Моделирование рабочих процессов аксиально-плунжерных
гидромашин как часть методики виртуальной разработки и сопровождения изделий // САПР и гра-
фика. 2006. № 6. С. 84–88. URL: https://sapr.ru/article/15934
10. Анализ математических моделей и методов исследования напряженно-деформированного
состояния многослойных конструкций / И. А. Донкова [и др.] // В мире научных открытий. 2015.
№ 4-1 (64). С. 515–525. URL: https://journal-s.org/index.php/vmno/article/view/5972
11. Deeken M. Simulation der Umsteuergeometrie von Schragscheibeneinheiten mit Hilfe gangiger
CAE-Tools. // Ölhydraulik und Pneumatik. 2002. Vol. 46, № 6. C. 374‒377. URL: http://publications.
rwth-aachen.de/record/158556
12. Пузанов А. В. Анализ гидромеханики распределительного узла аксиально-плунжерной
гидромашины // Инженерный вестник. 2016. № 2. С. 5–8. URL: http://engsi.ru/doc/834744.html
13. Моделирование нагрузок в качающих узлах регулируемых аксиально-поршневых
гидромашин / А. П. Сенин [и др.] // Труды ГОСНИТИ. 2012. Т. 110, № 1. С. 148–153. URL: http://
www.gosniti.ru/forms/t109.doc
14. Zhang J., Chao Q., Xu B. Analysis of the cylinder block tilting inertia moment and its effect on
the performance of high-speed electro-hydrostatic actuator pumps of aircraft // Chinese Journal of Aeronautics.
2017. Vol. 31, Issue 1. P. 169–177. https://doi.org/10.1016/j.cja.2017.02.010
15. Klein A, Grätz U, Schindler U. Hydraulikkreislauf, Elektromagnet und 3D-Mechanik in einem
Modell. Ölhydraulik und Pneumatik. 2003. Vol. 47, Issue 3. P. 148–152.
