Повышение эксплуатационных характеристик пневмоагрегатов ударного действия путем выбора их рациональной структуры и параметров

Abstract

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.17 – гидравлические машины и гидропневмоагрегаты. - Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2015. Диссертационная работа посвящена решению научно-практической задачи улучшения эксплуатационных характеристик ударных пневмоагрегатов за счет исследования рабочего процесса в них и создания на этой основе методики параметрического анализа и синтеза этих агрегатов. Предложена новая концепция управления ударным пневмоагрегатом, которая основывается на синхронизации работы ударного цилиндра и импульсного пневмораспределителя, осуществляющего рациональное управление контуром питания с тремя уровнями давления. Разработана универсальная нелинейная имитационная модель, как в размерной так и в безразмерной формах с выделением основных критериев динамического подобия. В основе модели лежат фундаментальные зависимости термодинамики тела переменной массы, а при нормировании уравнений использован принцип аналогичности тепломеханических систем. При создании линейной модели использованы новые подходы, которые заключаются в замене нелинейных зависимостей рационально подобранными секущими и построение предельно компактной имитационной модели ударного пневмоагрегата на основе уравнения равновесия механического аналога в виде разновидности одномассовой упруго-вязкостной модели Максвелла. Одной из наиболее важных задач, поставленных и решенных на основе исследования имитационных моделей является выбор конструктивных параметров и давлений настроек контура питания обеспечивающих наиболее эффективное использование работоспособности сжатого воздуха при реализации удара. Результаты решения этих задач представлены как в аналитической форме так и в виде графиков. Причем благодаря использованию критериев динамического подобия с помощью этих графиков удается охватить практически всю область существования подобных пневмоагрегатов. Предложенная инженерная методика расчетов кинематических, динамических и энергетических характеристик ударных пневмоагрегатов на основе решения как задач динамического анализа, так и задач динамического синтеза. Эти результаты также представлены в безразмерной форме в плоскости критериев динамического подобия и за счет этого охватывают обширную область существования ударных пневмоагрегатов т.е. позволяют распространить результаты исследований на целую группу динамически подобных пневмоагрегатов. Адекватность имитационной модели и основные результаты теоретических исследований подтверждены путем натурных испытаний опытного макета ударного пневмоагрегата.Thesis for competition of scientific degree of candidate's of technical science on speciality 05.05.17 - hydraulic machines and hydropneumatic units. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2012. The thesis is devoted to solving scientific and practical problem improve the performance of Pneumatic shock through research workflow and create them on this basis parametric methods of analysis and synthesis of these units. A new concept of control Pneumatic shock, based on the synchronization of stroke and pulsed pneumatic cylinder that provides power management control circuit with three levels of pressure. The universal nonlinear simulation model as well as dimensional and dimensionless forms of dynamic form the main criteria of similarity. When creating a linear model used new approaches which consist in replacing nonlinear dependencies January rational selection and construction is extremely compact Pneumatic shock simulation model based on equilibrium equation as a mechanical analogue kind-viscosity elastic models of Maxwell. The study defined the parameters of these models Pneumatic and conditions of operation that ensure the most effective implementation of the efficiency of compressed air in shock operations. The proposed engineering method of calculating kinematic, dynamic and energy characteristics Pneumatic shock based on solving problems as dynamic analysis and synthesis of dynamic problems.