Повышение надежности гидроприводов лесных машин

• Автор: Павлов, Александр Иванович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 408 с. : ил.

Введение

1. Состояние вопроса, цели и задачи исследования

1.1. Оценка эксплуатационной надежности гидроприводов

лесных машин

1.1.1. Анализ надежности валочнотрелевочной машины ЛП

1.1.2. Анализ надежности валочнотрелевочной машины ЛПА

1.1.3. Анализ надежности трелевочного трактора ТБ1

1.1.4. Анализ надежности трелевочного трактора ТБ1М

1.1.5. Анализ надежности трелевочного трактора ЛП8А

1.1.6. Анализ надежности валочносучкорезнораскряжовочной машины МЛХ4

1.1.7. Анализ надежности погрузочнотранспортной

машины МЛПТ4
1.2. Пути повышения надежности лесных машин
1.3. Существующие методы и средства обеспечения
ремонтопригодности гидроприводов и их элементов
1.3.1. Методы и средства испытания трубопроводов
1.3.2.Методы и средства диагностирования гидрораспределителей 1 .4. Ремонтопригодность и динамический анализ гидроприводов
лесных машин
1.5. Выводы и задачи исследований
2. Теоретические исследования динамических свойств гидропривода и его элементов как объектов обеспечения ремонтопригодности
2.1. Исследование динамических свойств гидропривода
2.1.1. Математическая модель гидропривода
2.1.2. Исследование динамических свойств гидропривода с помощью анализа характеристик переходного процесса
2.1.3. Исследование динамических свойств гидропривода с помощью
анализа характеристик случайного процесса
2.1.4. Математические модели гидроприводов лесных машин
2.2. Исследование рукавов высокого давления как объектов
тестового диагностирования
2.2.1. Свойства материала рукавов высокого давления
2.2.2. Обоснование типа внешнего входного воздействия
2.2.3. Обоснование режима диагностирования трубопроводов
2.2.4. Выбор диагностического параметра
2.3. Теоретическое обоснование метода диагностирования гидрораспределителей
2.3.1. Влияние эксцентриситета положения золотника в сопряжении золотниккорпус на надежность гидрораспрсделителей
2.3.2. Исследование влияния режимов течения жидкости на точность определения зазора в сопряжениях гидрораспределителей
2.3.3. Обоснование режима диагностирования
гидрораспределителей
2.4. Выводы по второй главе
3. Экспериментальные исследования гидропривода и его элементов
в производственных и лабораторных условиях
3.1. Исследование динамических свойств гидропривода трелевочного трактора с гидроманипулятором ТБ1 в производственных условиях
3 Климатические условия проведения эксперимента
3.1.2. Измерительная аппаратура и методика обработки экспериментальных исследований
3.1.3. Обоснование режимов диагностирования гидроприводов
с помощью переходных характеристик
3.2. Исследование динамических свойств гидропривода
машины ЛПЗОБ в производственных условиях
3.3. Лабораторные исследования трубопроводов с нелинейной
характеристикой упругости для обоснования режима их диагностирования
3.3.1. Исследование влияния давления жидкости в трубопроводе
на режим его диагностирования
3.3.2. Исследование степени влияния амплитуды импульсного воздействия на режим диагностирования трубопроводов
3.3.3. Исследование характера изменения диагностического параметра рукавов высокого давления при их динамическом нагружении
3.4. Производственные и лабораторные исследования гидрораспределителей
3.4.1. Установка для исследования гидрораспределителей
3.4.2. Оценка условий проведения эксперимента
3.4.3. Обеспечение режима диагностирования гидрораспределителей
в лабораторных условиях
3.5. Выводы по третьей главе
4. Методы и средства диагностирования
гидроприводов лесных машин и их элементов
4.1. Методы определения общего технического состояния гидропривода
4.1.1. Метод тестового диагностирования гидропривода
4.1.2. Метод функционального диагностирования гидропривода
4.2. Способ диагностирования трубопроводов с нелинейной характеристикой упругости и средство для его осуществления
4.2.1. Установка для диагностирования рукавов
высокого давления
4.2.2. Промышленная установка для диагностирования
рукавов высокого давления
4.3. Способ диагностирования упругих трубопроводов и средство
для его осуществления
4.1.3. Переносное средство для определения технического состояния упругих трубопроводов
4.3.2. Устройство для динамического нагружения гидропривода
4.4. Способ диагностирования гидрораспределителей
лесных машин
4.4.1. Установка для диагностирования гидрораспределителей
4.5. Выводы по четвертой главе
5. Прогнозирование технического состояния элементов гидроприводов
5.1. Методика определения вероятности отказов
элементов гидропривода
5.2. Методика определения стратегии замены
элементов гидропривода
5.3. Прогнозирование технического состояния гидрораспределителей
5.4. Выводы по пятой главе
6. Техникоэкономическое обоснование средств диагностирования элементов гидропривода
6.1. Обоснование эффективности использования предлагаемой установки для диагностирования рукавов высокого давления
6.2. Обоснование эффективности использования предлагаемой установки для диагностирования гидрораспределителей
Основные выводы и рекомендации
Список использованной литературы


Метод анализа дифференциальных уравнений при математическом моделировании системы позволяет установить изменение диагностического параметра системы в широком диапазоне варьирования динамических эксплуатационных нагрузок. Для прогнозирования изменения диагностического параметра в этом случае можно использовать ЭВМ. Метод анализа передаточных функций основан на определении изменений частотных характеристик исследуемой динамической системы во времени по мере развития дефектов в условиях эксплуатации. Данный метод позволяет определить зависимость уровня надежности системы от изменения динамических характеристик входящих в систему элементов при воздействии внешних факторов 2,3. Метод инженернологического анализа является наиболее перспективным методом диагностирования технологического оборудования лесных машин и должен получить развитие по мере совершенствования перечисленных выше методов. К настоящему времени в нашей стране и за рубежом опубликовано значительное число работ, посвященных задачам динамики и устойчивости трубопроводов, проводящих жидкость. Достаточно подробный обзор сделан Ю. А. Куликовым в работе 4, обзоры также сделаны в работах С. В. Ингульцова 6, Бутрис Риада , в статьях М. Пайдуссиса 2, Р. Эйтеля и Г. Гибсона 3, в книге С. С.Чена 3. Остановимся на обзоре работ, сделанных Ю. А.Куликовым. Впервые задача о поперечных колебаниях и устойчивости трубы математически ставится и решается В. И. Феодосьевым в г. На основании решения дифференциального уравнения получаются формулы для первых двух собственных частот в зависимости от скорости потока. При этом устанавливается, что при увеличении скорости потока собственные частоты уменьшаются. Находится выражение для критической скорости, при которой первая собственная частота обращается в нуль. Нулевой частоте соответствует статическая форма потери устойчивости трубы. В работе В. В. Болотина исследуется влияние нелинейных факторов на конечные деформации гибких труб. Анализируется зависимость расчетных частот и критической скорости течения жидкости от жесткости продольных связей нелинейной упругости. Наряду с инерционными свойствами жидкости в заботе А. П. Ковревского 7 исследуется влияние сил трения жидкости о стенки трубы и потерь внутреннего давления на трение по длине трубы. Устанавливается, что в случае длинной трубы и достаточно вязкой жидкости эти факторы оказывают заметное влияние на собственные частоты. Экспериментальные исследования демпфирующего влияния внутреннего потока выполняются Р. Лонгом 5 и А. П. Ковревским 7. Эффект демпфирования потоком обнаруживается лишь для трубконсолей. Полученные результаты, в пределах линейного приближения, подтверждаются решением П. Д. Доценко . В нелинейном же приближении затухание колебаний зависит от расхода жидкости независимо от устройства опорной конструкции. В работе Я. С. Бенюшите, В. И. Ветериса и В. Ю. Тевялиса для решения задачи о поперечных вибрациях трубы с протекающей жидкостью используется метод интегральных преобразований Лапласа. Учитывается внутреннее давление и скоростной напор. В работе Н. Раззильера и Ф. Дсрста 3 описываются вибрационные методы измерения расхода жидкости. Для этого разрабатываются устройства, регистрирующие искажение изгибных колебаний трубы под действием кориолисовых сил инерции жидкости. Анализ расчетных динамических моделей в сравнении с экспериментальными данными представляется в статье М. Пайдуссиса 6. Устанавливается, что уточнения, которые вносит в расчет модель трехмерного течения жидкости, незначительны по сравнению с одномерной. Переход от схемы балки БернуллиЭйлера к балке Тимошенко оправдывается лишь для достаточно коротких труб. Неожиданные и даже в чемто парадоксальные результаты получаются при исследовании закритических режимов колебаний, выполненном М. Пайдуссисом и Н. Иссидом 1, 2 на основании нелинейной теории. Оказывается, что по мерс роста скорости потока дивергентное выпучивание сменяется возбуждением флаттера по спаренным модам колебаний. Полученные результаты подтверждаются данными эксперимента 6 и решений П. Д. Доценко , а также В. Н.Зефирова, В. В. Колесова и А. И. Милославского 4.