Спосіб контролю технічного стану системи керування робочого об’єму аксіально-поршневого гідронасоса гідростатичного приводу

Реферат: Спосіб контролю технічного стану рухомих частин сервомеханізму гідростатичного приводу при його навантаженні, за параметром часу досягнення частоти обертання вихідного вала гідромотору від його нульового значення до максимального значення, що досягається приводом, в результаті різкого переміщення важеля гідророзподільника вказаного приводу із нейтрального положення в одне з крайніх, при цьому вказаний час вимірюють для різних напрямків обертання вихідного вала гідромотора, а час вказаного різкого переміщення важеля складає не більше 0,5 с, причому, з метою підвищення точності і зменшення трудомісткості контролю технічного стану системи керування робочого об'єму аксіально-поршневого гідронасоса, на нього попередньо встановлюють еталонний насос підживлення з запобіжним клапаном, а на аксіально-поршневий гідромотор - еталонну клапанну коробку з перепускним клапаном, і вимірюють градієнт тиску робочої рідини в магістралі керування робочого об'єму за часом, від початку закриття запобіжного клапана насоса підживлення до моменту відкриття перепускного клапану клапанної коробки, після миттєвого переміщення важеля гідророзподільника з нейтрального положення до встановленого крайнього. UA 118569 U (12) UA 118569 U UA 118569 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до випробувальної і діагностичної техніки і може бути використана для визначення технічного стану системи керування робочого об'єму аксіальнопоршневого гідронасоса гідростатичного приводу трансмісії. Відомий спосіб визначення технічного стану гідростатичного приводу трансмісії (ГСТ) по параметру технічного стану, який вимірюється при навантаженні ГСТ шляхом підключення вала гідронасосу приводу до вала приводного двигуна. Як вказаний параметр використовують фактичну витрату робочої рідини, яку визначають за величиною крутного моменту на вихідному валу гідромотора при постійній величині оборотів вала гідронасоса [патент РФ 2160855, МПК F15В 19/00, опубл. 20.12.2000]. Недоліком даного способу є те, що при його реалізації визначається загальний технічний стан ГСТ, який не дає диференційної оцінки технічного стану складових системи керування робочого об'єму аксіально-поршневого гідронасоса гідростатичної трансмісії. Більш близьким по технічній суті і результату спосіб контролю технічного стану рухомих частин сервомеханізму гідростатичного приводу при його навантаженні, за параметром часу досягнення частоти обертання вихідного вала гідромотора від його нульового значення до досягаємого приводом максимального значення, в результаті різкого переміщення важеля гідророзподільника вказаного приводу із нейтрального положення в одне з крайніх, при цьому вказаний час вимірюють для різних напрямків обертання вихідного вала гідромотора, а час вказаного різкого переміщення важеля складає не більше 0,5 с [патент РФ 2184843, МПК F15В 19/00, опубл. 10.07.2002]. Недоліком даного способу є те, що він не дає можливості визначити точну оцінку стану складових системи керування робочого об'єму із-за впливу технічного стану насоса підживлення, який забезпечує роботу даної системи. Крім того, тривалість часу досягнення частоти обертання вала гідромотора від нульового до максимального значення, обумовлюється технічним станом деталей коливальних вузлів аксіально-поршневого гідронасоса і гідромотора, що також впливає на оцінку технічного стану системи керування робочого об'єму. Водночас зміна частоти обертання вала гідромотора характеризує вивід трансмісії на заданий режим функціонування, що значно збільшує трудомісткість діагностувальних робіт. Технічною задачею, що вирішується заявленим способом на корисну модель, є підвищення точності і зменшення трудомісткості контролю технічного стану системи кернування робочого об'єму аксіально-поршневого гідронасоса. Цей технічний результат досягається тим, що на аксіально-поршневий гідронасос встановлюють еталонний насос підживлення з запобіжним клапаном, а на аксіально-поршневий гідромотор встановлюють еталонну клапанну коробку з перепускним клапаном, і вимірюють градієнт тиску робочої рідини в магістралі керування робочого об'єму за часом, від початку закриття запобіжного клапана насоса підживлення, до моменту відкриття перепускного клапана клапанної коробки, після миттєвого переміщення важеля гідророзподільника з нейтрального положення до встановленого крайнього. При цьому, вказаний час вимірюють для крайніх протилежних положень важеля гідророзподільника, після його миттєвого переміщення, яке за часом не перевищує 0,5 с, з метою визначення оцінки технічного стану складових системи керування робочого об'єму. Загальною ознакою продукту, що заявляється, є контроль часу після миттєвого переміщення важеля гідророзподільника з нейтрального положення в одне з крайніх. Відмінною ознакою продукту, що заявляється, є те, що попередньо на аксіально-поршневий гідронасос встановлюють еталонний насос підживлення з запобіжним клапаном, а на аксіальнопоршневий гідромотор встановлюють еталонну клапанну коробку з перепускним клапаном, і вимірюють градієнт тиску робочої рідини в магістралі керування робочого об'єму за часом, від початку закриття запобіжного клапана насоса підживлення до моменту відкриття перепускного клапана клапанної коробки, після миттєвого переміщення важеля гідророзподільника з нейтрального положення до встановленого крайнього. Корисна модель пояснюється графічно, де на Фіг. 1 показана схема системи керування робочого об'єму аксіально-поршневого гідронасосу, який випробовується, з елементами для виміру тиску та часу, на Фіг. 2 показано залежність зміни тиску робочої рідини в системі керування робочого об'єму за часом після миттєвого переміщення важеля гідророзподільника з нейтрального положення до встановленого крайнього. Схема системи керування робочого об'єму гідростатичної трансмісії (Фіг. 1) включає в себе гідравлічний бак 1, аксіально-поршневий гідронасос 2, з'єднаний через вал 3 з насосом підживлення 4, який включає в себе запобіжний клапан 5, що з'єднаний з гідролінією сервомеханізму 6 та нагнітаючою гідролінією 7, через зворотній клапан 8. Нагнітаюча гідролінія 7 з'єднана замкнутим контуром з плунжерною парою 9 та гідромотором 10 з його вихідним 1 UA 118569 U 5 10 15 20 25 30 35 40 валом 11. Для керування робочого об'єму застосовується гідророзподільник 12, золотник якого при переміщенні важеля керування 13, з'єднує гідролінію 14 в залежності від напрямку руху, з поршнями сервоциліндрів 15, які з'єднані з поворотною шайбою 16. Контроль швидкості падіння тиску робочої рідини здійснюється пристроєм 17, який установлюється в технологічний отвір системи керування робочого об'єму на аксіально-поршневому гідронасосі гідростатичної трансмісії. Суть способу. На аксіально-поршневий гідронасос 2 встановлюють еталонний насос підживлення 4 з запобіжним клапаном 5, а на аксіально-поршневий гідромотор 10 еталонну клапанну коробку з перепускним клапаном (не показано). Аксіально-поршневий гідронасос 2, що випробують, приводять в дію через вал 3, що з'єднаний з приводним двигуном (не показано), а через нього еталонний насос підживлення 4, який одночасно подає робочу рідину з баку 1 в гідролінію сервомеханізму 6, та через зворотній клапан 8 до нагнітаючої гідролінії 7 і плунжерної пари 9 під тиском, який контролюється запобіжним клапаном 5. При нейтральному положенні важеля керування 13 гідророзподільника 12, поворотна шайба 16 знаходиться в вертикальному положенні і плунжерні пари 9 не нагнітають робочу рідину до нагнітаючої гідролінії 7. Після миттєвого переміщення важеля 13 гідророзподільника 12, з нейтрального положення до крайнього заданого, робоча рідина нагнітається еталонним насосом підживлення 4 по гідролінії сервомеханізму 6 в гідролінію 14 і далі до сервоциліндру 15, та тисне на поршень сервоциліндру 15 і переміщує через нього поворотну шайбу 16 на деякий кут. Плунжер коливального вузла 9 починає здійснювати зворотно-поступальний рух і нагнітає робочу рідину під тиском через гідролінію 7 до плунжерних пар гідромотору 10, при цьому закривається зворотний клапан 8. Під дією тиску робочої рідини плунжерні пари гідромотору 10 (не показано) починають сковзати по похилій шайбі і передають крутний момент на вихідний вал 11. На початку його обертання повністю закривається запобіжний клапан 5 і тиск робочої рідини в системі керування робочого об'єму обмежується тиском спрацювання перепускного клапану клапанної коробки (не показано), який контролюється встановленим в технологічний отвір прибором 17, що контролює час та швидкість падіння тиску робочої рідини після миттєвого переміщення важеля 13 гідророзподільника 12 в одне з крайніх положень, до початку обертання вихідного вала 11 гідромотору 10. Визначений градієнт тиску робочої рідини у гідролінії сервомеханізму 6 є контролюючим параметром технічного стану системи керування робочого об'єму аксіально-поршневого гідронасосу, який контролюється тиском спрацьовування запобіжного клапана 5 еталонного насоса підживлення 4, після миттєвого переміщення важеля 13 в одне з крайніх положень, до початку обертання вихідного вала 11 гідромотора 10 і спрацювання перепускного клапана його клапанної коробки (не показано). Нехай на новому аксіально-поршневому гідронасосі, за час t (Фіг. 2), після миттєвого переміщення важеля 13 гідророзподільника 12 в одне з крайніх положень, тиск змінився з величини тиску робочої рідини, яка обмежується запобіжним клапаном 5 системи підживлення Pсп , до величини тиску в системі керування робочого об'єму, який обмежується 45 P буде t характеризувати зміну тиску робочої рідини в системі керування робочого об'єму аксіальнопоршневого гідронасосу, яка знаходиться в функціональній залежності від структурних параметрів технічного стану деталей системи керування робочого об'єму, які закладені в його конструкцію і обумовлюють визначені об'ємні витрати. Для аксіально-поршневого гідронасоса, який був у експлуатації, за час t 1 , після миттєвого переміщення важеля 13 гідророзподільника 12 в одне з крайніх положень, тиск змінився з величини тиску робочої рідини, яка обмежується запобіжним клапаном 5 системи підживлення Pсп , до величини тиску в системі керування робочого об'єму, який обмежується 50 спрацьовуванням перепускного клапана клапанної коробки Pкп , а величина спрацьовуванням перепускного клапана клапанної коробки Pкп , величина P буде t 1 характеризувати зміну тиску робочої рідини в системі керування робочого об'єму аксіальнопоршневого гідронасосу, яка знаходиться в функціональній залежності від об'ємних витрат робочої рідини, обумовлених технічним станом деталей системи керування робочого об'єму в залежності від умов експлуатації, при цьому градієнт tan   P , а tan  1  P . t 1 t 2 UA 118569 U 5 10 15 20 25 30 Градієнт тиску робочої рідини в магістралі керування робочого об'єму за час, після миттєвого переміщення важеля 13 гідророзподільника 12 в одне з крайніх положень, становиться основним критерієм в аналізі технічного стану деталей системи керування робочого об'єму аксіально-поршневого гідронасоса. За величиною  x , для аксіально-поршневого гідронасоса, який проходить контроль технічного стану, можливо зробити висновок про фактичний стан його системи керування робочого об'єму, величину зношення деталей системи керування робочого об'єму, які обумовлюють об'ємні витрати робочої рідини і прогнозують його залишковий ресурс. Запропонований спосіб контролю технічного стану системи керування робочого об'єму аксіально-поршневого гідронасоса підвищує точність на 14 %, за рахунок встановлення на аксіально-поршневий гідронасос еталонного насоса підживлення з запобіжним клапаном, а на аксіально-поршневий гідромотор еталонної клапанної коробки з перепускним клапаном, що усуває похибку результату, обумовлену зміною технічного стану насоса підживлення та клапанної коробки, а також контролю градієнту тиску в магістралі керування до початку обертання вала гідромотора і спрацьовування перепускного клапану, що дозволяє уникнути впливу технічного стану деталей коливальних вузлів аксіально-поршневого гідронасоса і гідромотора на роботу системи керування, обумовлених об'ємними витратами і вказує на більшу інформативність в порівнянні з контролем системи керування при функціональному режимі гідравлічної трансмісії. Запропонований спосіб зменшує трудомісткість контролю технічного стану системи керування робочого об'єму аксіально-поршневого гідронасоса на 8 %, за рахунок вимірювання градієнту тиску робочої рідини в системі керування робочого об'єму за часом, від початку закриття запобіжного клапана насоса підживлення до моменту відкриття перепускного клапана клапанної коробки, після миттєвого переміщення важеля гідророзподільника з нейтрального положення в одне з крайніх положень до спрацьовування перепускного клапану. Запропонований спосіб контролю технічного стану системи керування робочого об'єму аксіально-поршневого гідронасоса гідростатичного приводу проходить випробування в лабораторних умовах Дніпропетровського державного аграрно-економічного університету. Запропонована корисна модель може бути багаторазово відтворена і використана, як спосіб контролю технічного стану системи керування робочого об'єму аксіально-поршневого гідронасоса гідростатичного приводу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Спосіб контролю технічного стану рухомих частин сервомеханізму гідростатичного приводу при його навантаженні, за параметром часу досягнення частоти обертання вихідного вала гідромотору від його нульового значення до максимального значення, що досягається приводом, в результаті різкого переміщення важеля гідророзподільника вказаного приводу із нейтрального положення в одне з крайніх, при цьому вказаний час вимірюють для різних напрямків обертання вихідного вала гідромотора, а час вказаного різкого переміщення важеля складає не більше 0,5 с, який відрізняється тим, що, з метою підвищення точності і зменшення трудомісткості контролю технічного стану системи керування робочого об'єму аксіальнопоршневого гідронасоса, на нього попередньо встановлюють еталонний насос підживлення з запобіжним клапаном, а на аксіально-поршневий гідромотор - еталонну клапанну коробку з перепускним клапаном, і вимірюють градієнт тиску робочої рідини в магістралі керування робочого об'єму за часом, від початку закриття запобіжного клапана насоса підживлення до моменту відкриття перепускного клапана клапанної коробки, після миттєвого переміщення важеля гідророзподільника з нейтрального положення до встановленого крайнього. 3 UA 118569 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4