Исследование и обеспечение динамического качества пружинных предохранительных клапанов пневмогидросистем железнодорожного транспорта

• Автор: Кшуманев, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 203 с. : ил.

ОБОЗНАЧЕНИЯ
ИНДЕКСЫ
СОКРАЩЕНИЯ
1. СОСТОЯНИЕ, ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ, СПОСОБЫ И СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ АВТОМАТИЧЕСКИХ ПРУЖИННЫХ КЛАПАНОВ ПРИ ВНЕШНЕМ НАГРУЖЕНИИ
1.1. Классификация, области применения и особенности выбора типа автоматического клапана ПГС транспортного средства
1.2. Анализ состояния исследований по обеспечению стабильности выходных параметров агрегатов автоматики в условиях внешнего нагружения при выработке гарантированного ресурса в составе ПГС объектов
1.2.1. Жесткое соединение агрегата автоматики с виброактивным основанием объекта (внутренняя защита агрегата)
1.2.2. Соединение агрегата автоматики с виброактивным основанием транспортного средства через упругодемпфирующую подвеску (внешняя защита агрегата)
1.2.3.Тенденции развития и перспективы повышения устойчивости, показателей надежности и технического уровня агрегатов защиты и предохранения ПГС транспортной техники
1.3.Определение цели и постановка задач исследования, научная новизна и практическая ценность работы
2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРУЖИННЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ С УЧЕТОМ ВНЕШНЕГО НАГРУЖЕНИЯ
2.1. Общие сведения о подходах и допущениях в математических моделях пружинных предохранительных клапанов
2.2. Математическая модель пружинного предохранительного клапана
с сильфонным чувствительным органом
2.3. Моделирование процессов в защищаемых ПГС с двухпозиционным предохранительным клапаном
2.4. Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕКОНСТРУКТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА ВЫХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРУЖИННЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ
3.1. Оценка изменения давления открытия подпружиненной клапанноседельной пары при внешнем вибронагружении

3.2. Оценка ресурса клапанного уплотнителя пружинного предохранительного устройства при варьировании скоростью посадки клапана на седло
’* 3.3. Оценка работоспособности клапанного уплотнения клапанного
имитатора при внешнем ударном нагружении
3.4 Выводы
4. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ, УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ КЛАПАННЫХ УСТРОЙСТВ И ПРИМЕРЫ ИХ
КОНСТРУКТОРСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ
4.1. Роль конструктивного анализа и классификаторов клапанных агрегатов в повышении качества и сокращении сроков проектирования высокоэффективных конструкций
• 4.2. Совершенствование известных и разработка новых способов и
средств обеспечения динамического качества пружинных клапанных агрегатов при срабатывании
4.3. Разработка клапанных агрегатов с заданным динамическим качеством переходных процессов с использованием
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ Диагностические системы и устройства коррекции диагностических параметров ПК на рабочем ходе клапанно-седельной пары

ОБОЗНАЧЕНИЯ
Я- площадь, м2 а V- объем, м3
I - длина (ширина или толщина), м М- масса, кг
Т- абсолютная температура среды, К
О, 0. - объемный, м3/с, и массовый, кг/с, расход среды
Лй- переделки рабочей среды через УС, м3/с
р - давление, МПа
Лр - перепад давления на ИО, МПа
у - удельный вес, Н/м3
р - плотность, кг/м3
К у, Яг — универсальная газовая постоянная, Дж/(моль-К)
Яе - число Рейнольдса

с, ср, Су- удельная теплоемкость вещества, газа при постоянном давлении и газа при постоянном объеме, Дж/(кг-К)
4 - удельная энтальпия рабочей среды, Дж/кг п - показатель политропного процесса к - показатель адиабатического процесса со - круговая частота, рад/с
Ду - условный проходной диаметр рабочего тракта, мм Н- рабочий ход ИО, м
/- площадь проходного сечения дросселирующего устройства, м2; частота колебания элемента системы, Гц т - приведенная масса золотника в момент соударения с седлом, кг г, г - время (быстродействие ИО), с * х, х, х - координата (перемещение),м; скорость, м/с; ускорение, м/с2 а- коэффициент расхода ср - коэффициент подъемной силы срг - угол трения
а - коэффициент теплообмена, Вт/(м2-К) а г - половина угла при вершине конуса золотника, ...°
^ -коэффициент гидравлического сопротивления тракта; относительная деформация уплотнителя в зоне контакта золотника с седлом Я — гидросопротивление, МПа рТ— коэффициент трения скольжения Ив.т. - динамическая вязкость, Па-с Сдип. - динамическая реакция газового слоя ДУ 7]=со/со0 - безразмерная частота действия возмущающей силы Г/, Т2- постоянная времени СРД Р - усилие привода, управляющая сила, Н Ри- сила инерции (инерционная нагрузка), Н Р - усилие предварительного сжатия (затяжки) пружины, Н
с„р. - жесткость пружины, Н

При указанных допущениях произведем оценку членов уравнения На-вье-Стокса, записанного в прямоугольных координатах:
dUr дги,
— у.
dt ду2
где Ux - местная скорость потока среды в сечении х в момент времени tv - коэффициент кинематической вязкости среды; ряр- давление и плотность рабочей среды в зазоре; х и у - координаты (рисунок 2.4), причем направление оси х совпадает с направлением потока среды.
При оценке членов уравнения
Jдр р дх
(2.11)
раметры клапанно-седельиои пары
рактерное время срабатывания клапана т, а за масштаб координаты - величину зазора 8 (рисунок 2.4). Тогда для членов, стоящих в левой части уравнения (2.11), получим
д2иг иг
ду dt г
2 У у >
(2.12)
Из соотношений (2.12) следует, что в уравнении (2.11) можно пренебречь первым членом по сравнению со вторым, если будет выполняться условие:

—Г»-
8 т
(2.13)
В этом случае неустановившийся поток в щели допустимо заменить сменяющейся во времени последовательностью установившихся потоков и не учитывать при этом инерцию среды в тех случаях, когда частота колеба1 У
ний —будет как минимум на порядок меньше величины —В таблице 2.1 г
приведены значения параметров некоторых рабочих сред, а также расчет-