Повышение эффективности работы гидросистем колёсных и гусеничных машин путём применения устройств защиты от аварийного выброса рабочей жидкости Ушаков Николай Александрович

Введение к работе

Актуальность работы.

Анализ условий и режимов работы гидросистем колёсных и гусеничных машин показывает, что гидроагрегаты работают в напряженных условиях, характеризуемых постоянно изменяющимися рабочим давлением, температурным режимом, скоростью нарастания давления, возникновением гидравлических ударов и циклических нагрузок. Это повышает вероятность выхода из строя узлов и деталей гидросистемы и может привести к возникновению неисправностей, вызывающих потери рабочей жидкости. Эти обстоятельства делают актуальной задачу разработки эффективных схем защиты гидросистемы от выброса рабочей жидкости при разрушении рукавов высокого давления и проблему охраны окружающей среды.

Цель работы: Повышение эксплуатационной надёжности гидросистемы колёсных и гусеничных машин путём применения защитных устройств от аварийного выброса рабочей жидкости при нарушении герметичности рукавов напорной гидролинии.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. На основании анализа известных способов защиты разработать математическую модель рабочего процесса гидромеханической части защитного устройства, позволяющую определить время срабатывания защитного устройства и скорость движения клапана при различных параметрах работы гидросистемы колёсных и гусеничных машин.

2. Разработать методику расчёта основных параметров защитного устройства с учётом турбулентного движения рабочей жидкости в полости защитного устройства.

3. Усовершенствовать способ защиты гидросистем колёсных и гусеничных машин путём применения в гидромеханической части упругого элемента переменной жёсткости и использования герметичной оболочки на рукавах высокого давления.

4. Испытать работоспособность усовершенствованного устройства защиты гидросистемы колёсных и гусеничных машин в стендовых и эксплуатационных условиях.

Объект исследования. Гидросистема колёсных и гусеничных машин (скреперы ДЗ-115, ДЗ-11П, бульдозеры ДЗ-42, тракторы Т-150, ДТ-75 и др.), снабжённая защитным устройством от аварийного выброса рабочей жидкости при аварийных ситуациях.

Научная новизна.

4. 1. Разработана математическая модель рабочего процесса защитного устройства, учитывающая основные параметры гидросистемы и защитного устройства и позволяющая с высокой точностью и надёжностью определить время срабатывания защитного устройства и скорость движения клапана.

   2. Исследованы зависимости основных параметров усовершенствованного защитного устройства от величины давления в гидросистеме, длины рукавовов, вязкости гидрожидкости и др. и получены теоретические зависимости для опре-

   деления времени срабатывания защитного устройства при различной длине рукавов гидролинии, вязкости рабочей жидкости, жёсткости пружин устройства и различном давлении в гидросистеме.

   3 При расчёте параметров защитного устройства использованы уравнения движения турбулентного потока рабочей жидкости в полости защитного устройства.

   Практическое значение работы.

   4. 2. 1. Разработана, изготовлена и проверена на практике усовершенствованная конструкция защитного устройства для гидросистем, позволяющая исключить загрязнение окружающей среды и сократить потери рабочей жидкости при аварийной разгерметизации гидросистемы колёсных и гусеничных машин.

         2. Экспериментально получена зависимость для определения необходимой жёсткости пружин защитного устройства, обеспечивающую требуемое быстродействие устройства, при известном давлении рабочей жидкости в гидросистеме.

         3. Разработана методика расчёта основных параметров гидромеханической части защитного устройства гидросистем машин, учитывающая наличие упругого элемента переменной жёсткости и турбулентность потока рабочей жидкости, позволяющая определить конструкторские параметры защитного устройства.

         4. Предложена методика расчёта параметров герметичной оболочки защитного устройства, обеспечивающих необходимую прочность материала оболочки и возможность сбора выбрасываемой гидрожидкости при аварийном разрушении рукавов высокого давления.

         На защиту выносятся:

         5. математическая модель рабочего процесса гидромеханической части предложенного устройства защиты от аварийного выброса рабочей жидкости;

         6. методика расчёта основных конструкторских параметров усовершенствованного защитного устройства с учётом турбулентности движения рабочей жидкости в полости защитного устройства;

         7. математические зависимости для определения времени срабатывания защитного устройства при различной вязкости рабочей жидкости, давлении в гидросистеме, жёсткости пружин клапана, длине хода клапана и других параметров;

         8. способ защиты гидросистем колёсных и гусеничных машин, основанный на использовании усовершенствованной конструкции защитного устройства гидросистемы, позволяющий сократить потери рабочей жидкости и исключить загрязнение окружающей среды.

         Апробация работы. Результаты исследований докладывались на межвузовской научно-практической конференции молодых учёных и студентов (г. Волжский, 2003 г.); VIII всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (г.Пенза, 2004 г.), международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2005» (г.Тюмень, 2005 г.), IV международной научно-технической конференции «Итоги строительной науки» (г. Владимир, 2005 г.). В полном объёме работа заслушана на совместном заседании кафедр «Строительные и дорожные машины и оборудование» и «Высшей и прикладной математики» Волжского института строительства и технологий (филиал) ГОУВПО «Волгоградский государственный архитектурно-

         строительный университет» и на кафедре «Строительные и подъёмно- транспортные машины» Московского государственного строительного университета. По итогам заслушивания получены положительные заключения.

         Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 10 работ, в том числе из списка ВАК РФ 4 работы. На разработанное защитное устройство выдан патент РФ №125279 от 27.02.2013 г.

         Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка использованной литературы (115 источников), содержит 186 страниц, в т.ч. машинописного текста 142 страницы, 17 таблиц, 52 иллюстрации, приложений 13 страниц.

         Похожие диссертации на Повышение эффективности работы гидросистем колёсных и гусеничных машин путём применения устройств защиты от аварийного выброса рабочей жидкости

         

         Совершенствование способов защиты гидросистем колесных и гусеничных машин от аварийного выброса рабочей жидкостиУшаков Николай Александрович

         Повышение эффективности работы промышленного трактора при использовании электрогидравлической системы автоматического управления рабочим процессомХилаль Дурейд Карим

         

         Повышение эффективности работы бульдозеров на радиоактивно зараженной местности защитой операторов узлами машиныГусев Сергей Артурович

         

         Разработка методов экспериментально-расчетного определения режимов работы, путей повышения эффективности и снижения нагруженности автомобильных тормозных механизмов Никульников Эдуард Николаевич

         

         Метод повышения эффективности полноприводной многоосной машины с гидрообъёмной трансмиссией за счёт использования корректирующих алгоритмовКурмаев Ринат Ханяфиевич

         Повышение эффективности, устойчивости и управляемости при торможении автотранспортных средств. Том 2. Приложения Ревин Александр Александрович

         Повышение эффективности автомобилей в условиях горного регионаЛеиашвили, Георгий Робертович

         

         Исследование и разработка метода повышения эффективности колесных машин за счет рационального типа силового приводаШухман Сергей Борисович

         

         Метод повышения эффективности полноприводных автомобилей с учетом негативного влияния движителя на грунт Переладов Алексей Сергеевич

         

         Повышение эффективности колесных и гусеничных машин совершенствованием и стабилизацией характеристик моторно-трансмиссионных установокАрав Борис Львович