Підвищення ефективності діагностування гідростатичних приводів сільськогосподарських машин за динамічними характеристиками під навантаженням : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.05.11 - Машини та засоби механізації сільськогосподарського виробництва

Abstract

Дисертаційна робота спрямована на розробку методу діагностування гідростатичних приводів (ГСТ-90, -112) сільськогосподарських машин в експлуатації за динамічними перехідними характеристиками. Розроблено математичну модель гідроприводу ГСТ-90, -112, як об'єкта діагностування. Отримано диференціальні рівняння перехідного процесу в насосі і моторі, рішення яких дозволяє моделювати перехідний процес в часі. Встановлено, що збільшення витоків в насосі і моторі призводить до збільшення їх інерційності. Обґрунтовано діагностичні параметри для визначення коефіцієнта подачі насоса і ККД мотора - швидкість збільшення тиску за насосом і швидкість збільшення кутової частоти обертання ротора мотора, які забезпечують мінімальний коефіцієнт варіації і максимальну міру точності під час діагностування. Розроблено методику визначення технічного стану ГСТ-90,-112. Отримано розрахункові залежності для визначення величини зниження коефіцієнта подачі насосів і ККД моторів в експлуатації. Виконано оцінку впливу температури робочої рідини на похибку вимірюваних параметрів

Диссертационная работа направлена на разработку метода диагностирования гидростатических приводов (ГСТ-90, -112) сельскохозяйственных машин в эксплуатации по динамическим переходным характеристикам. Разработана математическая модель гидропривода ГСТ-90, -112, как объекта диагностирования. Получены дифференциальные уравнения переходного процесса в насосе и моторе, решение которых позволяет моделировать переходный процесс во времени. Установлено, что на характер протекания переходного процесса влияют коэффициент усиления и постоянные времени. Теоретически установлено, что увеличение утечек в насосе и моторе приводит к увеличению их инерционности, что выражается в росте постоянных времени насоса и мотора при одновременном уменьшении декрементов затухания колебаний рабочих параметров насоса и мотора. Теоретическим путем обоснованы диагностические параметры для определения коэффициента подачи насоса и КПД мотора - скорость увеличения давления за насосом и скорость увеличения угловой частоты вращения ротора мотора. Разработана многоуровневая иерархическая схема диагностирования гидростатического привода, которая учитывает утечки жидкости в насосе и моторе под нагрузкой. Экспериментальными испытаниями подтверждены диагностические параметры технического состояния ГСТ-90, -112 в эксплуатации. Установлено, что скорость увеличения давления за насосом Ṗ и скорость увеличения угловой частоты вращения ротора мотора под нагрузкой ώм обеспечивают минимальный коэффициент вариации и максимальную меру точности во время диагностирования. Разработана методика определения технического состояния ГСТ-90, -112 по разработанным диагностическим параметрам. Получены расчетные зависимости для определения величины снижения коэффициента подачи насосов и КПД моторов в эксплуатации. Выполнена оценка влияния температуры рабочей жидкости на ошибку измеряемых параметров. Установлено, что увеличение температуры приводит к росту ошибки измерения. На основании разработанного метода разработан технологический процесс диагностирования ГСТ-90, -112 в процессе эксплуатации. Проведены теоретические исследования динамики переходных процессов в поршневых насосах и моторах при различных утечках рабочей жидкости. Анализ динамики переходных процессов позволил установить, что чувствительными параметрами, которые изменяются при увеличении утечек в насосе и моторе являются: время переходного процесса, при достижении которого происходит стабилизация рабочих параметров; амплитуда колебаний давления рабочей жидкости в контуре нагнетания и угловой частоты вращения ротора мотора; величина текущего значения давления и угловой частоты вращения ротора мотора на установившемся режиме; величина максимального давления и угловой частоты вращения ротора во время переходного процесса; время, когда давления и угловая частота вращения ротора достигают максимума. Выполнена оценка влияния температуры рабочей жидкости на ошибку измеряемых параметров. Установлено, что увеличение температуры приводит к росту ошибки измерения. Это позволило разработать рекомендации по стабилизации температуры рабочей жидкости на уровне 50±5°С во время диагностирования. На основании разработанного способа диагностирования и измерительного комплекса - гидротестера разработан технологический диагностирования ГСТ-90, -112 в процессе эксплуатации. Результаты диагностирования ГСТ-90 на комбайнах ДОН-1500Б в хозяйствах позволяют утверждать, что разработанный технологический процесс и измерительный комплекс – гидротестер, регистрирует величины уменьшения коэффициента подачи насосов и КПД моторов с коэффициентом вариации 0,025-0,054. По результатам эксплуатационных испытаний получены расчетные зависимости, которые позволяют рассчитать ресурс гидронасоса и гидромотора, что дает возможность планировать ремонтные работы.

The dissertation directed at the development of a method for diagnosing hydrostatic drives (HSТ-90, -112) agricultural machines in operation for dynamic transient characteristics. Developed the mathematical model of hydraulic drive HST-90, -112, as a diagnostic object. Received differential equations of the transient process in the pump and motor, the solution of which allows to simulate the transient process in time. Determined that, the nature of the transient process is affected by the gain and time constants. It is theoretically established that, an increase leaks in the pump and motor leads to an increase in their inertia. The diagnostic parameters for determining the pump feed rate and the efficiency of the motor are justified - the rate of pressure increase beyond the pump and the rate of increase in the rotational angular frequency of the motor rotor, which provide the minimum coefficient of variation and the maximum degree of accuracy in diagnosing. Developed the technique for determining the technical state of HST-90,-112. Received the calculated dependences to determine the amount of reduction in the pump feed rate and efficiency motors in operation. Completed the estimate influence of the temperature of the working fluid on the error of the measured parameters.