Совершенствование систем приводов гидрофицированных машин для эксплуатации в условиях высоких температур

• Автор: Альмохаммад Альнайеф Мохаммад
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Братск
• Количество страниц: 106 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1 Л. Анализ основных параметров гидропривода и условий эксплуатации

1.2. Влияние климатических условий на эффективность гидропривода.

1.3. Способы повышения эффективности гидравлического привода

1.4. Схемы теплообменников, применяемых в гидроприводе самоходных машин

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГИДРОПРИВОДА ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА

2.1. Анализ математических моделей гидропривода

2.2. Разработка математической модели гидропривода экскаватора

с учетом устройства регулирования температуры
2.3. Методика расчета теплообменника с орошением и без орошения..
2.4. Определение усилий на исполнительных механизмах одноковшового экскаватора
2.5. Тепловой расчет гидросистемы
2.6. Расчета производительности одноковшового экскаватора
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Цель и задачи экспериментальных исследований
3.2. Стенд для выполнения лабораторных экспериментов
3.3. Методы контроля параметров
3.4. Обработка экспериментальных данных
4. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ
И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЪНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Основные выводы и результаты работы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Эффективность гидрофицированных машин различного технологического назначения во многом зависит от температуры окружающей среды. Эффективность значительно снижается как при низких температурах, так и при высоких.
Высокотемпературный режим работы гидропривода снижает техникоэксплуатационные показатели гидрофицированных машин (строительнодорожных, горных, сельскохозяйственных и других самоходных машин). Высокая температура является одним из важнейших факторов, влияющих на интенсивное старение рабочей жидкости. Температура выше 70 °С приводит к снижению вязкости рабочей жидкости, резкому возрастанию объемных потерь. Наблюдается интенсивный износ вследствие снижения смазывающей способности трущихся поверхностей, снижение объемного КПД гидромашин, изменение линейных размеров нагреваемых элементов, в результате ухудшается точность выполнения технологических операций и значительно уменьшается ресурс гидрооборудования. Все это ведет к снижению параметров производительности и надёжности машин. Гидрофицированные машины, эксплуатируемые в условиях повышенных температур, требуют проведения ряда мероприятий по увеличению теплоотдачи и стабилизации температурного режима.
Вышеуказанные факторы подтверждают актуальность проблемы увеличения эффективности использования гидрофицированных машин, эксплуатируемых в условиях повышенных температур. Одной из распространенных самоходных машин является одноковшовый экскаватор.
Цель работы. Обеспечение оптимального температурного режима рабочей жидкости для повышения эффективности работы гидроприводов самоходных машин при эксплуатации в условиях высоких температур.
Задачи исследования.
1. Проанализировать влияние высоких температур окружающей среды на основные параметры гидропривода и эффективность работы гидрофицирован-

ных самоходных машин и возможностей использования технических решений.
2. Разработать математическую модель теплового режима гидропривода экскаватора с учетом теплообменника, оснащенного устройством орошения.
3. Получить расчетные и экспериментальные зависимости температуры рабочей жидкости в гидросистеме в зависимости от режимов работы теплообменника и температуры окружающей среды.
4. Провести сравнительный анализ результатов расчетных и экспериментальных исследований.
Объект исследования - теплообменное устройство гидропривода экскаватора, оснащенное системой орошения.
Предмет исследования - характеристики тепловых процессов в гидроприводе, работающем при высоких температурах окружающей среды.
Методы исследования - поставленные задачи решались с применением теории теплообмена, теории вероятностей и математической статистики, планирования эксперимерта.
При выполнении экспериментальных исследований использовались сертифицированные приборы, обработка результатов производилась с использованием теории планирования экспериментов.
На защиту выносятся:
1. Разработанная математическая модель теплового режима гидропривода одноковшового экскаватора с учетом устройства орошаемого теплообменника в зависимости от условий эксплуатации.
2. Результаты экспериментальных исследований процессов охлаждения рабочей жидкости в теплообменном устройстве гидропривода самоходных машин, оснащенном системой орошения.
3. Результаты определения коэффициентов теплоотдачи на поверхности, орошаемого теплообменника.
Научная новизна
1. Разработана математическая модель, позволяющая определить тепловой режим гидропривода одноковшового экскаватора с учетом устройства

2.2. Разработка математической модели гидропривода экскаватора с учетом устройства регулирования температуры
При эксплуатации экскаватора в условиях экстремально высоких температур необходимо систему гидропривода дополнить устройством регулирование температуры. Такое устройство (Пат. № 135089 «Многоходовой калорифера») представляет собой теплообменник (рисунок 2.1) [80,76].
Теплообменник содержит верхний 1 и нижний 2 коллекторы, между которыми расположен охлаждающий элемент в виде теплоотдающих трубок 3. Коллекторы 1 и 2 объединены боковыми щитками 4 и 5, которые выполнены полыми, и их полости сообщены с полостями коллекторов 7 и 2. Над нижним коллектором 2 имеется емкость 6 для охлаждающей жидкости. В боковых щитках 4 и 5 установлены соответственно входной 7 и выходной 8 патрубки. Теплообменник имеет вентилятор 9 и размещенный между поверхностью теплообмена (теплоотдающие трубки 3) и вентилятором 9 распылитель 10 охлаждающей жидкости. В распылитель 10 охлаждающая жидкость поступает посредством насоса 11 из нижней емкости 6, расположенной над нижним коллектором 2.
Рисунок 2.1. Теплообменник