Переходной процесс ГП
Переходные роцессы в системе возникают при ступенчатом (мгновенном) изменении силовых или кинематических параметров:
- в процессе разгона или выбега нагрузки;
- при ступенчатом (мгновенном) изменении параметра регулирования ГП;
- при резких колебаниях нагрузки (при классе нагрузки менее Н0,63).
При выполнении курсовой работы переходной процесс рассчитывается для ступенчатого изменения параметра регулирования ГП. Начальное и конечное значения параметра регулирования задаются руководителем работы.
Расчетная схема и допущения
Анализ переходного процесса выполняется для оценки его продолжитель-ности, выявления выбросов величин силовых параметров, колебаний и др. Под-робное решение такой задачи весьма сложно. Поэтому для расчета принимают ряд упрощающих допущений:
- в простейшем случае за расчетную принимается схема ГП как одномассовая механическая система с приведенным к выходному элементу ГП ее моментом инерции Iп (или приведенной подвижной массой mп) гид-родвигателя и нагрузки:
или (78)
,
где и - соответственно момент инерции и масса i-того звена механиче-ской системы; и - соответственно угловая скорость i-того звена и звена приведения; и -соответственно линейная скорость центра масс i-того звена и звена приведения;
- частота вращения вала насоса постоянна (n1 = const);
- гидравлические сопротивления в линиях пренебрежимо малы;
- предохранительные ПК и напорные НК клапаны безинерционны и после срабатывания поддерживают постоянный парапад давления независимо от величины расхода через клапан – таким образом давление в магистрали ограничивается сверху давлением рс обрабатывания ПК или НК и снизу (если приближенно учесть влияние кавитации) – атмосферным давлением рат.
В этом случае максимальные силовые параметры гидродвигателя равны:
M2m = kм д*ηгм д*рс
или (79)
P2m = Sд*ηгм д*рс,
а минимальные – соответственно: или , т.е. при работе ГП текущие силовые параметры не могут выходить за эти пределы;
- гидромеханические к.п.д. гидромашин постоянны.
Математическая модель системы
Расчетная модель описывается системой уравнений:
динамики механической системы:
Iп*(dωп/dt) = M2 - Mи
или (80)
mп*(duп/dt) = P2 - Pи;
механических характеристик гидропривода:
M2 = f(n2)
или (81)
P2 = f(u2)
исполнительного механизма:
Mи = f(nи)
или (82)
Pи = f(uи);
Решение этой системы уравнений для различных способов регулирования может выполняться как на ПЭВМ (в среде МаtChad или Matematica), так и поэтапно - численным методом. В любом случае уравнения (81) “раскрываются” на основе уравнений баланса расходов силового потока для каждого способа регулирования и после “раскрытия” имеют вид:
n2 = (qH* n1/ qД)*βН –А1*М2 – В1*dM2/dt;
или (83)
v2 = (qH* n1/ SД)*βН –А2*P2 – В2*dP2/dt;
- для объёмного способа регулирования
n2 = (qH* n1/ qД) –А1*М2 – В1*dM2/dt – C1* ;
или (84)
v2 = (qH* n1/ SД) –А2*P2 – В2*dP2/dt – C2* ;
- при регулировании параллельно соединённым (шунтовым) дроселем
n2 = C1* –А1*М2 – В1*dM2/dt;
или (85)
v2 = C2* –А2*P2 – В2*dP2/dt,
- при регулировании последовательно соединённым (сериесным) дроселем,
где: ; ;
; ; (86)
; .
- постоянные коэффициенты.
При решении численным методом приращение кинематического параметра на каждом шаге расчёта можно определить в конечных разностях из уравнения (80) с учётом зависимости :
Δn2 = (1/(2*π*I))*(M2 – Mи)* Δt
или (87)
Δu2 = (1/mп)*(P2 – Pи)* Δt
Шаг расчета по времени определяется постоянными времени ГП и /1/:
,
(88)
.
- для гидромоторов,
,
(89)
.
- для гидроцилиндров,
где - средний во времени объём жидкости в магистрали и соединённых с ней гидроэлементах; - модуль упругости рабочей жидкости (величина обратная коэффициенту объёмного сжатия βv).
При расчете следует принимать Δt меньше любой из постоянных времен и .
Текущие параметры переходного процесса системы получают совместным решением уравнений (84…86, 88 и 82).
В результате расчета строятся графики скорости (n2, v2) выходного элемента ГП и силового параметра (M2, P2) во времени.
В процессе расчета переходного процесса для каждого i-того шага определяются значения момента и мощности на валу насоса, мощности на выходе ГП и полного к.п.д. ГП - :
или (90)
;
или (91)
;
; (92)
. (93)
Зависимости величин, характеризующих переходной процесс строятся в функции времени на одном графике.
При исследовании переходного процесса без учета сжимаемости жидкости ГП в качестве механических характеристик ГП принимаются его статические механические характеристики – уравнения (42), (43) или (44). Пос-ледовательность расчета в этом случае может быть принята такая же, как описана в этом параграфе.
Заключение
В заключении даётся краткая оценка положительных и отрицательных сторон разработанного проекта, выполнения требований задания, указываются возможные области применения спроектированной системы, её достоинства.
Литература
Список использованной литературы приводится в конце пояснительной записки. Сведения о каждом источнике записываются в следующем порядке: фамилия, и.о. авторов, название книги, издательство, город,год издания, количество стр. Источники располагаются в алфавитном порядке.
Оглавление
Оглавление приводится в начале работы вслед за титульным листом.
Приложения
Исправлять дальше
15.1 Приложение 1. Условные обозначения основных элементов ГП.