Динамика нелинейного привода с аксиально-поршневым гидродвигателем

• Автор: Сыркин, Владимир Васильевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 245 с. : ил.

Посвящается 100-летию Томского политехнического университета
ВВЕДЕНИЕ
Эффективным средством механизации и автоматизации рабочих процессов технологических машин являются гидравлические приводы [2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 12], которые успешно конкурируют с другими видами приводов машин, а в отдельных случаях выполнение заданного технологического процесса возможно лишь с помощью данных приводов [13, 21, 22, 36, 87]. Они находят применение в металлорежущих станках, строительных, дорожных, сельскохозяйственных машинах, в авиационных и космических системах как в виде приводов основных исполнительных органов, так и в качестве элементов автоматики [40, 73, 82].
Дальнейшая интенсификация режимов технологических машин-автоматов требует глубоких исследований и разработки, новых гидросистем и их элементов. "Повышение требований, предъявляемых к машинам в отношении их быстродействия, точности, надёжности, увеличение требуемых мощностей, веса и скорости движущихся частей наряду с усложнением циклов и функций, выполняемых гидросистемой, требует всё более точных и полных расчетов гидросистем. Для этого необходимо более точно учитывать физические процессы, происходящие в гидросистемах" [69]. В числе первоочередных задач в этой области ставится необходимость "исследований статических и динамических характеристик гидроустройств (насосов, гидравлической аппаратуры, исполнительных устройств), разработки критериев для их сравнения, выявления и создания высококачественных устройств" [69, 10, 18, 19, 24, 26, 1,47].
Перспективной задачей является расширение диапазона регулирования скорости гидроприводов вращательного движения. При этом возникает необходимость обеспечения статической и динамической точности процесса регулирования движения как на больших, так и на малых ско-

ростях вращения. Как показывают исследования, физические процессы, происходящие в гидроприводе на малых скоростях, существенно отличаются от процессов, имеющих место на больших скоростях [16, 38, 43, 66, 75, 77, 80] и др.
Достаточно сложной задачей является учёт волновых явлений в нелинейных гидросистемах с магистралями значительной протяжённости. Разработка эффективных и надёжных критериев, по которым можно определить следует ли систему считать с сосредоточенными параметрами, или же считать её как систему с распределёнными параметрами, требует обстоятельного исследования физических процессов, происходящих в гидроприводе [45, 60].
Следует отметить, что одним из эффективных средств для анализа и исследования нелинейных процессов в гидроприводе, является электронное моделирование[46, 41, 27].
В настоящей работе выполнено экспериментальное исследование 7 нелинейных динамических процессов в исполнительном контуре объёмного гидропривода, выявлено влияние нелинейностей гидросистемы и двигателя на характер переходных и установившихся процессов, обоснованы математические модели, описывающие динамику привода в различных режимах движения, разработана методика испытаний гидроприводов вращательного движения.
В работе приняты следующие условные обозначения основных величин:
х - линейная координата исполнительного органа, м; х'(или V) - линейная скорость исполнительного органа, м/с; х"(или V) - линейное ускорение исполнительного органа, м/с2;
$9- угловая координата ротора гидродвигателя, рад;
у)'(и л и О) - угловая скорость ротора гидродвигателя, рад/с;
<р"(или £2) - угловое ускорение ротора гидродвигателя, рад/с2;
/ - момент инерции вращающихся частей, Н-с2/рад;

Установка для исследования / движения гидропривода
Рис. 13.
Таблица
Участок Длина участка Внутренний диаметр Толщина стенки
мм мм мм
2 6153
3 10090
4 12650