ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Во многих гидрофицированных машинах и агрегатах, в частности в грузоподъемных машинах, находят применение пневмогидравлические аккумуляторы (ПГА), которые несут функции: демпфера в гидросистеме (маломощные ПГА) и источника гидравлической энергии (мощные ПГА или батареи из нескольких ПГА). Последний вариант - гидропривод с ПГА в качестве источника гидроэнергии - называется гидропневмопривод, и известно, что мощные ПГА «попутно» несут функции демпфера в гидросистеме. Однако однозначные рекомендации по выбору параметров гидропневмопривода еще не выработаны и отсутствуют критерии, где кончается демпфер и начинается источник гидроэнергии. Были случаи, когда при неудачном подключении ПГА, гидропневмопривод имел худшие показатели по сравнению с обычным гидроприводом. Предлагаемая простая установка предназначена для испытания гидропневмопривода грузоподъемных машин и решения именно этих проблем.

Установка включает поворотную стрелу С (см. рисунок), которая снабжается грузами Г различной массы. Для поворота (качания) стрелы предусмотрен гидроцилиндр Ц. Источниками гидравлической энергии являются два поршневых пневмогидроаккумулятора А рабочим объемом примерно 7 дм ³ (литров) каждый. Для зарядки ПГА предназначен маломощный электроприводной насос Н типа НШ-10Е. Для забора жидкости, зарядки и разрядки ПГА в состав установки включены: бак Б для рабочей жидкости, предохранительный клапан ПК, обратный клапан ОК, манометр М, регулируемый дроссель ДР, вентиль (кран) К, фильтр Ф в сливной магистрали. Для дистанционного управления работой гидроцилиндра предусмотрены электроуправляемые краны К1, К2 и двухходовые распределители З1, З2. Для задействования электромагнитов в кранах имеется по два реле Р1, Р2, а в каждом распределителе - по одному реле Р1. Электромагниты и реле работают на постоянном токе напряжением 27 В, для чего в составе установки имеется блок питания постоянного тока и соответствующий блок управления (на рис. не показаны). Для отключения-остановки стрелы в нижнем и заданном верхнем положениях установка снабжена конечными выключателями КВ1 и КВ2. Которые соединены с блоками питания и управления. Для фиксации результатов испытаний установке придаются: осциллограф, электрические аккумуляторы, источник стабилизированного напряжения, тензоусилитель и т.п.

При зарядке ПГА включают насос, который нагнетает рабочую жидкость до заданного давления (контролируют по манометру) до срабатывания предохранительного клапана, настроенного на определенное давление. Обратный переток жидкости исключает обратный клапан и электроуправляемый кран К1. Подъем (разворот) и опускание стрелы с грузом осуществляют от ПГА как источника гидроэнергии. Стрелу комплектуют расчетным грузом и устанавливают необходимый угол разворота стрелы с помощью конечного выключателя КВ1. Для подъема стрелы от блока управления одной кнопкой задействуют все реле Р1 и Р2 и электромагниты. В этом случае рабочая жидкость от ПГА через регулируемый дроссель, электроуправляемые кран К1 и распределитель З1 под давлением поступает в поршневую полость гидроцилиндра, а из штоковой полости через распределитель З2, кран К2 и фильтр жидкость сливается в бак. Подъем стрелы прекращается после срабатывания выключателя КВ1. Для опускания стрелы нажатием другой кнопки задействуют реле Р2 и включают только электроуправляемые краны К1 и К2, распределители З1 и З2 остаются отключенными. Это состояние гидропневмопривода показано на рисунке. В результате этого из ПГА жидкость под давлением поступает в штоковую полость гидроцилиндра, а из поршневой полости сливается в бак. Опускание стрелы происходит до срабатывания конечного выключателя КВ2. В процессе испытаний периодически проводят подзарядку ПГА., после завершения испытаний остатки жидкости из ПГА сбрасывают в бак с открытием вентиля (крана) К.

Для получения сравнимых результатов испытаний был собран также обычный гидропривод, который включал, в частности, более мощный насос типа НШ-32, в этом варианте ПГА не использовались. При экспериментальных исследованиях записывали параметры кинематики и динамики обычного и гидропневматического приводов при разгоне стрелы на «подъем», разгоне стрелы на «опускание», при торможении стрелы на спуске. Варьировали: углами подъема, опускания и торможения, массой груза на стреле, начальным давлением газа и давлением зарядки ПГА жидкостью. Режимы испытаний подбирали таким образом, чтобы гидропневмопривод работал в более тяжелых условиях - время подъема и опускания стрелы с грузом во всех режимах было меньше аналогичного показателя обычного гидропривода. Установлено, например, что гидропневмопривод является эффективным демпфером при неустановившихся режимах работы гидросистемы, мощность насоса и электродвигателя более чем в 3 раза меньше, мощности в обычном гидроприводе. Угловая скорость подъема и опускания стрелы с грузом была больше (продолжительность рабочего цикла снижается), при этом время пуска, торможения и затухания колебаний давлений в гидросистеме меньше, чем в обычном гидроприводе. Эффективность гидропневмопривода проявляется тем меньше, чем выше внешняя нагрузка в грузоподъемной машине.