Диссертация (Улучшение динамических свойств и исследование рабочих процессов авиационного рулевого гидропривода с комбинированным регулированием скорости при увеличении внешней нагрузки), страница 10

Выводы1.Разработанная проблемно-ориентированная математическая модельпозволяет исследовать рабочие процессы и оценивать характеристики узлов иагрегатов электрогидравлического рулевого привода с комбинированнымрегулированиемскоростивыходногозвенасучётомконструктивно-технологических и эксплуатационных факторов, таких как перекрытия ирадиусы скругления кромок окон плунжера и гильзы золотникового клапанареверса, утечки и пульсации в насосе, трение на выходном звене привода и др.64Модель использует в математическом описаниирядзависимостей ипараметров, полученных экспериментальным путем. Эти параметры отраженыв соответствующих локальных моделях компонентов привода. Предлагаемаяматематическая модель привода позволяет исследовать рабочие процессы,происходящие в компонентах привода, и его характеристики в более широкомдиапазоне изменения сигналов управления, внешних нагрузок и условийэксплуатации, чем известные модели аналогичных устройств.2.Помимо расчета статических и динамических характеристикпривода, математическая модель позволяет исследовать внутренние процессы вузлах и агрегатах привода с учётом конструктивных и технологическихфакторов.

Предложенная модель позволяет исследовать поведение привода приизменении условий эксплуатации, в том числе и в экстремальных условиях,например, при параметрических отказах регулирующих гидроэлементов илисбоев в управлении электродвигателя.3.Учитываяуказанныевышевозможностиразработаннойматематической модели, её можно использовать при доводке созданныхконструкций аналогичных приводов, заменяя часть натурных испытанийматематическиммоделированием.Математическаямодельпозволяетпроизводить оценочный расчет потребляемых мощностей на различныхэлементах привода, вычисляя энергетические потери.65Глава 4. Практическая реализация гибридного привода скомбинированным регулированием скоростиРазработанный экспериментальный образец гибридного (двухрежимного)рулевого привода с комбинированным регулированием скорости выходногозвена (ДГРП-КРС) спроектирован и изготовлен в ОАО ММЗ «Рассвет» всоответствии с техническим заданием, выданным кафедрой 702 МАИ.

При этомв соответствии с ТЗ в его конструкции максимально использованы готовыеагрегаты, узлы и детали, что позволило значительно сократить сроки истоимость изготовления привода. Автор принимал активное участие во всехэтапах разработки привода: на этапе составления ТЗ при формированиитребований к компонентам привода, на этапе проектирования узлов иагрегатов, составления рабочих чертежей и конструкторской документации ина этапе отладки и стендовых испытаний на заводе-изготовителе илабораторных стендах МАИ.На рисунке 4.1 представлена функциональная схема ДГРП-КРС, а нарисунке 4.2 показан общий вид трехмерной модели привода с указаннымигабаритными размерами.

На схеме показаны следующие основные элементы:СГ6 -клапан реверса;ЭГУ- головка управленияпри работе отцентрализованной гидросистемы; ГА - гидроаккумулятор; ГД - гидродвигатель;ГК - гидрокомпенсатор; ДД1..5 - датчики давления; Н - насос;Ф1,2 -фильроэлементы.Конструктивно ДГРП состоит из трех основных частей: цилиндровойгруппы, клапанной коробки с установленными на ней агрегатами и встроеннойнасосной станции, смонтированной на специальном кронштейне. Несмотря напредполагаемую работу привода в лабораторных условиях, общая егокомпоновка учитывает особенности установки рулевых приводов на бортусамолета: ДГРП имеет минимальный размер по одной из осей и его центртяжести максимально приближен к продольной оси крепления привода.Необходимо отметить, что используемый в приводе электродвигательразработки кафедры 310 МАИ переразмерен. Он является результатом66компромиссного выбора среди готовых вентильных двигателей, доступных дляиспользования в отведенные сроки создания экспериментального образцапривода.

Он развивает максимальную мощность около 10 кВт, что примерновдвоебольшеОсобенностьюнеобходимойприменяемогодляобеспечениядвигателяхарактеристикявляетсяналичиепривода.системырезервирования обмоток.Рис. 4.1 Функциональная схема экспериментального образца ДГРП-КРСОсновные технические характеристики двухрежимного рулевого приводаДРП-1 (заводское обозначение изделия) приведены в таблице 4.1.67Рис. 4.2 Общий вид экспериментального образца приводаТаблица 4.1Наименование характеристикиЗначение2Максимальное давление нагнетания насоса, кгс/см210Давление, поддерживаемое гидрокомпенсатором привода в2,8…7,2процессе работы, кгс/см2Усилие, развиваемое на выходном звене привода при скорости,равной нулю, при максимальном давлении нагнетания4600(21,0+0,5)МПа и давлении слива (0,50,2)МПа, кгс, не менееРабочий ход выходного звена привода, мм, не менее110Максимальная скорость выходного звена без нагрузки, мм/с,140Скорость выходного звена при силе сопротивления 2670 кгс ивходном сигнале, соответствующем максимальной скорости без91нагрузки, мм/с, не менееПерепад давления на полностью открытых окнах клапана реверсапри максимальной скорости выходного звена при работе привода в92режиме питания от электросистемы, кгс/см , не болееПерепад давления на полностью открытых окнах клапанапереключения режимов работы привода при максимальной6,6скорости выходного звена при работе привода в активныхрежимах, кгс/см2, не болееНа рисунке 4.3 показаны трехмерные модели привода с указанием егоосновных компонентов.68Рис.

4.3 Компоновка ДРП1: 1 – гидрокомпенсатор; 2,16 – ЭГК пассивныхрежимов; 3 – клапан реверса СГ6.20; 4 – ЭГУ 6Ц209-03; 5 – цилиндроваягруппа; 6 – датчики давления; 7 – корпус клапанной коробки; 8 – насос НП170;9 – приводной электродвигатель; 10– входной гидравлический фильтр; 11 –клапан переключения активных режимов; 12 – ШР цепей управления; 13 –второй клапан переключения пассивных режимов; 14 – первый клапанпереключения пассивных режимов; 15 – разъем; 17 – штуцер подачигидравлическойжидкостинапривод;18–штуцерслива;19–гидроаккумулятор; 20 – разъем подключения ЭГУ 6Ц209; 21 – разъемподключения двигателя к блоку управления.69Внешний вид двухрежимного электрогидравлического рулевого приводас комбинированным регулированием ДРП-1, установленного на стенде МАИ,показан на рис.4.4.Рис.

4.4. Экспериментальный привод на стенде МАИ4.1. Стендовый комплекс для испытаний экспериментальногообразца гибридного приводаЭкспериментальные исследованияДРП-1проводились на заводе-изготовителе ММЗ «Рассвет» и в научно–исследовательской лаборатории каф.702 МАИ, расположенной в комнате 04 корпуса №9.В помещении лаборатории с укрепленным фундаментом располагаютсяиспытательные стенды, предназначенные для размещения исследуемогопривода нагружающих устройств и элементов для измерения необходимыхрабочих параметров.

Лаборатория снабжена столами, тумбами и стеллажамидля размещения компьютеров, принтеров, контрольно – измерительнойаппаратуры, рабочих мест персонала, мобильных источников электропитания.70Энергетическое оборудование включает гидравлическую насоснуюстанцию с номинальным давлением подачи 20МПа и производительностью40л/мин на основе авиационного насоса переменной производительности собратнойсвязьюэлектродвигателемподавлениюмощностьюНП–4330кВтисприводнымкомплектомасинхроннымвспомогательногооборудования, промышленную 3-х фазную электросеть переменного тока 50Гц380В с выходом на 2 силовых щитка с независимым включением, наборстандартных настенных колодок бытового однофазного напряжения 50Гц 220Вдляпитаниявычислительныхустройств,контрольно–измерительнойаппаратуры и переносных источников спецпитания.

Последние включаютрегулируемые источники постоянного напряжения 0…30В, ±15В для питанияпреобразователей датчиков перемещения.Устройстволабораторногостендадляпроведенияиспытанийэкспериментального образца двухрежимного электрогидравлического приводапредставлено на рис.4.5. Основой стенда служит сварной металлическийстапель, прикрепленный к монтажным направляющим, вмурованным вбетонный фундамент помещения. К верхней поверхности стапеля прикрепленыплиты с элементами узлов крепления привода (задний кронштейн и качалкаимитатораинерционнойнагрузки).Изменениеинерционнойнагрузкиосуществляется установкой на качалку соответствующего числа массивныхдисков. На оси качалки крепятся датчики перемещения нагрузки точного игрубогоотсчетанаосновепрецизионныхбесступенчатыхпотенциометрических датчиков типа СП4–8, тахогенератор марки ДСОС 808для измерения скорости поворота качалки и, в случае необходимости, введениядинамической коррекции.Испытуемый привод крепится выходным звеном к поворотной качалке спомощью силового штифта.

Задний узел крепления привода прикреплен ккронштейну аналогичным способом. К приводу подключаются трубопроводыцентрализованногогидропитания,снабженныевнешнимфильтром,редукционным клапаном, вентильными кранами, а также манометрами71контроля давления подачи и слива и электрожгуты питания входящихэлектроустройств и съема сигналов датчиков первичной информации. Силовыеэлементы стенда должны выдерживать статические нагрузки до 4500 кгс,вибрационные и ударные нагрузки при снятии частотных характеристик ипереходных функций в разомкнутом и замкнутом контуре.Рис. 4.5. Стендовый комплексОсновой испытательного комплекса служат исполнительный механизм(ИМ) привода, устанавливаемый на нагрузочном стенде, блок управленияприводом, выполненный на промышленном контроллере I-8837-80 (рис.

4.6),персональныйкомпьютерпрограммированияисотладкиустановленнымконтроллерапакетомипрограммдлявысокопроизводительнаямодульная платформа National Instruments PXIe, осуществляющая генерациюуправляющих сигналов, а также сбор и обработку экспериментальных данных.Общийвидиспытательногокомплексадляисследованияэкспериментального образца двухрежимного электрогидравлического рулевогопривода, расположенного в научно-исследовательской лаборатории кафедры№702 МАИ, представлен на рис.